Формирование частотной характеристики каскадов с цепями ООС

Существенным недостатком рассмотренного выше способа стабилизации параметров транзисторного каскада является уменьшение его коэффициента усиления. При заданном суммарном усилении это приводит к существенному усложнению схемы усилителя.

Существуют схемотехнические приемы, которые в ряде случаев позволяют компенсировать данный недостаток. Цепи стабилизации режима покоя призваны обеспечить долговременную стабильность тока или напряжения , т. е. они должны компенсировать только медленные изменения этих параметров. Естественно, что процесс изменения температуры окружающей среды не может происходить быстро. При этом не требуется стабилизация тока, изменение которого является следствием действия на входе достаточно быстрых отклонений полезного входного сигнала. Следовательно, цепь ООС должна быть замкнута по постоянному и медленно изме-яющемуся сигналу и разомкнута по его переменной составляющей. Этого можно добиться, если коэффициент передачи цепи сделать частотно-зависимым. Цепь ООС должна пропускать только медленно изменяющиеся сигналы и не пропускать высокочастотные, т. е. с увеличением частоты сигнала коэффициент передачи ООС должен уменьшаться. Этим свойством обладает апериодическое звено с передаточной функцией вида:

.

Очевидно, что при , а при .

Подставив приведенное выше значение в выражение для коэффициента передачи усилителя с цепью ООС, получим передаточную функцию усилительного каскада:

.

Данной передаточной функции соответствует ЛАЧХ, приведенная на рис. 2.3.7.

Рис. 2.3.7. ЛАЧХ транзисторного каскада

с цепью частотно-зависимой ООС.

Схемотехническая реализация данного технического решения применительно к транзисторным каскадам с последовательной ООС по току и параллельной ООС по напряжению приведена на рис. 2.3.8.

В схеме, показанной на рис. 2.3.8, а, с увеличением частоты суммарное сопротивление параллельно включенных R_э и С_э падает. При постоянном токе коллектора это приводит к уменьшению напряжения обратной связи и, следовательно, увеличению коэффициента усиления каскада.

Рис. 2.3.8. Включение корректирующего конденсатора в каскад с цепями последовательной ООС по выходному току (а) и параллельной ООС по выходному напряжению (б).

В схеме на рис. 2.3.8, б с увеличением частоты коэффициент передачи делителя, образованного резистором R_1ос и конденсатором С_ос уменьшается. Это приводит к падению части напряжения, передаваемого из коллекторной цепи транзистора в его базовую цепь, что, в свою очередь, приводит к уменьшению коэффициента передачи цепи ООС и увеличению собственного усиления каскада Частотная характеристика такого каскада аналогична АЧХ, приведенной на рис. 2.3.7.

Так как с увеличением частоты сигнала сопротивление конденсатора С_ос падает, то для предотвращения шунтирования этим конденсатором входной цепи усилителя (это привело бы к падению коэффициента усиления каскада) в нее введен дополнительный резистор R_2ос.