Другие предметы \ Многоканальные системы передачи

Основные функциональные узлы аппаратуры многоканальных систем передачи с ЧРК, страница 9

    Как следует из отмеченного выше, наилучшие показатели усилителей удается получить при введении комбинированной общей ОС. Чаще всего последняя реализуется при использовании в качестве входных и выходных устройств трансформаторных дифференциальных систем (рис. 6.19).

    Усилитель с комбинированной относительно входных и выходных зажимов ОС часто называют усилителем с общей мостовой ОС. Такое название связано с тем, что входное и выходное устройства являются мостовыми схемами. Плечами входной мостовой схемы служат рабочая  и балансная обмотки трансформатора Тр1,а также входное сопротивление  D -цепи и балансное сопротивление. В диагонали этой схемы включены источник сигнала с сопротивлением Rc и выход четырехполюсника общей ОС с сопротивлением. Плечами выходной мостовой схемы являются рабочая  и балансная обмотки трансформатора Тр2, а также выходное сопротивление  D -цепи и балансное сопротивление . В диагонали этой схемы включены сопротивление нагрузки  и вход четырехполюсника общей ОС

с сопротивлением .

    Анализ дифференциальных систем в условиях действия глубокой ОС показывает, что их можно полагать сбалансированными,

Рис. 6.19. Усилитель с общей ОС мостового типа

т. е. считать, что в них энергия не передается от внешних цепей в пассивную цепь ОС (отсутствует электрическая связь между парами контактов 1- 1 и 6-6, а также 2- 2 и 5-5), а кроме того, согласованными с сопротивлениями, подключаемыми к любой паре контактов трансформатора. Как правило, число витков в рабочих обмотках на порядок больше числа витков в балансных обмотках, что обеспечивает минимум затухания в направлении передачи усиленного сигнала в нагрузку.

    Следует также отметить, что если сделать четырехполюсник общей ОС  частотно-зависимым, то это позволит получить необходимую частотную зависимость коэффициента усиления без ухудшения согласования с внешними цепями и увеличения потерь энергии усиливаемого сигнала. Очевидно, что изменение позволит осуществить регулировку коэффициента усиления при сохранении отмеченных выше свойств. Это широко используется в усилителях, работающих на проводных линиях связи, параметры которых, как известно, частотно-зависимы и изменяются во времени.

    Завершая анализ схем усилителей сОС, необходимо обратить

внимание на следующее обстоятельство.

    Усилители с ОС представляют собой активную замкнутую

систему ( рис. 6.16), в которой при определенных условиях могут возникать автоколебания. В этом случае говорят о самовозбуждении усилителя или о потере им устойчивости, что крайне нежелательно, поскольку приводит к потере связи.

    Как правило, усилители СП можно считать квазилинейными

системами, для которых выявление условий самовозбуждения наиболее просто и наглядно осуществлять с помощью критерия Найквиста. Этот критерий формулируется следующим образом:

усилитель, устойчивый при разомкнутой петле ОС, сохранит свою устойчивость и при ее замыкании, если годограф коэффициента передачи напряжения по петле Кп данной ОС не охватывает точку с координатами 1,0 (критическую трчку). Под годографом понимается траектория конда вектора Кп при изменении частоты в общем случае от - до +.

    На рис. 6.20 показаны годографы устойчивого (сплошная

линия) и неустойчивого (штриховая) усилителей. Степень приближения устойчивого усилителя к критической точке определяют запасы устойчивости усилителя по модулю х=20  и фазе .Чем больше запасы устойчивости, тем меньше вероятность самовозбуждения усилителя при случайном изменении его параметров в процессе эксплуатации. Обычно в групповых усилителях принимают х =5...15 дБ, а у = (1/12) - (1/6). При этом опасность самовозбуждения усилителя возрастает с увеличением глубины ОС.

    Если учесть АЧХ ( рис 6.3) и ФЧХ (рис. 6.13) одиночного каскада с ОЭ, охваченного МОС (рис. 6.12), то его годограф примет вид, показанный на рис. 6.21. Действительно, в области средних частот фаза коэффициента передачи по напряжению равна , а усиление максимально, при понижении частоты петлевое усиление упадет до нуля, а фаза изменится на +/2 =-/2; при повышении частоты петлевое усиление также в конечном счете снизится до нуля, а фаза изменится на -/2=/2. Таким образом, одиночный каскад с ОЭ, охваченный ОС, всегда будет устойчив.

    Многокаскадный же усилитель с общей ОС в большинстве практических случаев окажется неустойчивым, если не будут приняты специальные меры по обеспечению его устойчивости. Эти меры сводятся к формированию медленно (плавно) спадающих частотных характеристик петлевого усиления за пределами рабочего диапазона частот (при этом часто говорят о формировании НЧ- и ВЧ-среза).

    Формирование НЧ-среза обеспечивается:

Рис. 6.20. Годографы устойчиво-             Рис. 6.21. Годограф однокас-

го (сплошная линю) и неустой-                кадного усилителя, охвачен-

чивого(штриховая линия) усили-             ного ОС                      

телей

     минимизацией в схеме усилителя разделительных и блокирующих емкостей (например, за счет применения непосредственной связи между каскадами, как показано на рис. 6.10);

    оптимальным выбором постоянных времени всех разделительных и блокирующих цепей (например, соответствующим выбором значений емкостей разделительных и блокирующих конденсаторов).

    ВЧ-срез формируется путем:

    выбора более высокочастотных усилительных элементов;

    обеспечения прохождения высокочастотных сигналов по петле ОС с наименьшим затуханием и по наикратчайшему пути (например, за счет блокирования продольных ветвей -цепи конденсаторами малой емкости);

    рационального монтажа усилителя, при котором минимизируются паразитные реактивности ;

    использования в межкаскадных цепях и цепях МОС частотно-зависимых корректирующих двухполюсников, обеспечивающих устранение избыточного усиления D-цепи, и др.

    В результате указанных мероприятий удается реализовать усилитель с глубиной общей ОС до 35...40 дБ.

Особенности построения усилителей на интегральных схемах

Скачать файл