|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Khuếch đại đa kênh trong UMZCH với OOS cực sâu. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Bộ khuếch đại công suất bóng bán dẫn Tác giả đề xuất một cấu trúc đa kênh ban đầu của bóng bán dẫn UMZCH. Bộ khuếch đại này đạt được độ méo rất thấp do phản hồi nhiều vòng. OOS băng rộng (lên đến 100 MHz) đạt được trong kênh chính công suất thấp với độ trễ rất thấp. Trên thực tế, tác giả đã phát triển một bộ khuếch đại tốc độ cao chính xác. Quan trọng nhất, lý do viết bài này là cuộc tranh luận đang diễn ra giữa những người đam mê âm thanh về sự nguy hiểm của OOS và việc hạn chế sử dụng nó. Thật không may, những ấn tượng hời hợt là quá đủ để buộc tội OOS là không chính xác. Tất nhiên, những lời chỉ trích về NOS sâu sắc nói chung là không nghiêm trọng; lý do cho kết quả tiêu cực nên được tìm kiếm trong thiết kế mạch của bộ khuếch đại. Trong các thiết bị thu-khuếch đại cho mục đích chuyên nghiệp và quân sự ở tần số lên tới 1 GHz [1], nên sử dụng các tầng với NFB chính xác, vì cung cấp phạm vi động và tuyến tính tối đa. Các khuyến nghị tương tự được thực hiện trong thiết bị vô tuyến nghiệp dư [2]. Tiêu chí cơ bản cho tính tuyến tính của bộ khuếch đại "lý tưởng" là nhận dạng thang đo của các giá trị tức thời của tín hiệu đầu vào và đầu ra. Chính OOS giúp ổn định mức tăng của bộ khuếch đại theo các tham số được xác định bởi cấu trúc và loại phản hồi. Chất lượng ổn định được xác định bởi biên độ khuếch đại bên trong vòng lặp CNF [3]. Biên độ tăng - trên 120 dB trong dải 20 kHz - tương ứng với dải động của thiết bị, cho phép bạn tạo tín hiệu đầu ra với sai số nhỏ hơn 0,0001%. Do đó, việc sử dụng phản hồi cực sâu nên được coi là bắt buộc để đảm bảo khuếch đại chất lượng cao của tín hiệu băng rộng và tính tuyến tính của bộ khuếch đại bóng bán dẫn. Thật không may, mặc dù các thuật ngữ nổi tiếng của các khái niệm này, chúng thường được hiểu theo một cách khá kỳ lạ hoặc bị bỏ qua hoàn toàn, vì vậy cần có một số nhận xét nhất định. Tiêu chí và nguyên tắc bảo vệ môi trường Nhiều nhà phát triển UMZCH chú ý đến thực tế là bộ khuếch đại phải có độ tuyến tính cao ngay cả trước khi phủ sóng OOS. Tuy nhiên, điều quan trọng nhất là UMZCH có độ tuyến tính cao trong dải tần, khoảng thời gian gần với thời gian truyền tín hiệu qua các giai đoạn khuếch đại được bao phủ bởi OOS. Do phản hồi không còn hoạt động ở các tần số này, nên hiện tượng phi tuyến tính và nhiễu gây ra sự xuất hiện của các thành phần kết hợp trong quá trình điều chế ký sinh trong các tầng UMZCH. Trong dải tần mà NOS vẫn còn hiệu lực, các hiệu ứng khó chịu có thể xảy ra khi hiệu quả phản hồi giảm đi đáng kể trong một số điều kiện nhất định [4]. Hóa ra tín hiệu ở đầu ra của bộ khuếch đại rất giống với tín hiệu đầu vào, tuy nhiên lại chứa một mớ phức tạp các thành phần ký sinh. Do sự khuếch đại như vậy, các biến dạng nhân pha xuất hiện, tương tự như "jigger" trong các kênh truyền dẫn kỹ thuật số. Cơ sở của độ tuyến tính cao nên được coi là hoạt động của các thiết bị điện tử ở tín hiệu thấp [5], gần với chế độ tĩnh, vì những thay đổi về tham số điện của chúng dưới tác động của tín hiệu hoặc yếu tố gây mất ổn định là nguyên nhân gốc rễ của biến dạng. Mức tín hiệu lớn dẫn đến thay đổi các tham số khuếch đại và tần số thời gian của các tầng. Thời gian để tín hiệu đi qua các giai đoạn của bộ khuếch đại phụ thuộc vào nhiều yếu tố, dẫn đến hiện tượng "giống như jitter" xuất hiện, bất kể sự hiện diện của phản hồi. Đồng thời, đối với FOS, điều cơ bản quan trọng là thời gian trễ tín hiệu phản hồi cực ngắn, thực tế gần bằng thời gian truyền tín hiệu qua các tầng bộ khuếch đại, vì tại thời điểm này, tín hiệu FOS bị trễ so với tín hiệu đầu vào. Mức tín hiệu này càng lớn (tức là độ lợi càng lớn) và thời gian trễ của tín hiệu càng lớn thì điều chế ký sinh và biến dạng càng lớn. Theo đó, các yêu cầu khắt khe hơn được đặt ra đối với khả năng quá tải của các bậc thang. Quá tải các thác chặn các chức năng ổn định của bảo vệ môi trường. Xác suất quá tải thực sự liên quan đến thời gian phản hồi * thông qua vòng phản hồi (thời gian giữa khi tín hiệu đến đầu vào của bộ khuếch đại và phản hồi của nó trở lại qua mạch phản hồi). Hầu hết các thiếu sót của UMZCH với OOS sâu được kết nối chính xác với khuếch đại cưỡng bức ở tần số có chu kỳ gần với thời gian truyền tín hiệu qua các giai đoạn khuếch đại được bao phủ bởi OOS. Sự xuống cấp của chất lượng bộ khuếch đại tiến triển với sự gia tăng thời gian trễ trong vòng phản hồi, trầm trọng hơn khi số lượng giai đoạn tăng lên. Nói cách khác, số tầng khuếch đại liên tiếp ở độ sâu lớn của tổng phản hồi là rất hạn chế. Cần lưu ý rằng việc sử dụng các tầng bóng bán dẫn với một bộ phát chung (bao gồm các tầng vi sai và bộ tạo dòng điện) có tác động rất tiêu cực đến cả đặc tính điều chế và quá tải của bộ khuếch đại. Các tầng thuộc loại này thực sự đại diện cho một bộ trộn, trong đó dải động của nó đóng vai trò là tiêu chí cho tính tuyến tính. Trong dải chế độ cho phép đối với bóng bán dẫn, giới hạn trên của dải động tỷ lệ với dòng điện qua bộ trộn [2]. Nói cách khác, các tầng phải có dải động lớn và các chế độ dòng điện và điện áp tương ứng cho các bóng bán dẫn và những thay đổi của chúng khi có tín hiệu là tối thiểu. Bản thân tín hiệu phải đủ "chậm" so với tốc độ của các phần tử khuếch đại, khi đó tín hiệu sẽ ít thay đổi hơn trong thời gian phản ứng trong vòng phản hồi và ít bị biến dạng hơn. Tần số cắt Fgr của các thiết bị khuếch đại phải càng lớn càng tốt tần số khuếch đại thống nhất F1 của bộ khuếch đại. Do đó, số lượng giai đoạn cực kỳ hạn chế và thời gian đáp ứng cực ngắn của vòng phản hồi là điều kiện cơ bản để đạt được độ tuyến tính trong dải tần rộng và dải động lớn của bộ khuếch đại. Hơn nữa, các tầng phải hoạt động ở lớp A và do đó, bên ngoài dải hoạt động, hệ số truyền của chúng nhỏ hơn đáng kể so với một. Nói cách khác, trong trường hợp không có "bướu" trong đáp ứng tần số, tần số đóng Fdet của vòng lặp CNF (Fdet là nghịch đảo của thời gian đáp ứng của vòng lặp FOS) phải cao hơn nhiều so với tần số đạt được đơn vị (Fdet >> F1) và tín hiệu ở các tần số gần với Fdet sẽ bị suy giảm đáng kể. Đồng thời, với OOS cực sâu, mức độ thâm nhập thấp của tín hiệu đầu ra đến đầu vào UMZCH ở tần số đóng vòng lặp OOS phải được đảm bảo đồng thời. Yếu tố cuối cùng là rất quan trọng, vì trong UMZCH, mức tín hiệu đầu ra (về điện áp) lớn và hiệu suất xuyên điều chế có sự phụ thuộc gần với lập phương của tín hiệu đầu vào [2]. Đổi lại, mạch NF chung không được có bất kỳ kết nối bổ sung (và ký sinh) nào với các tầng UMZCH trung gian hoặc với các mạch NF cục bộ. Ý nghĩa rất đơn giản: cần loại trừ sự xâm nhập của tín hiệu bị biến dạng trước vào vòng lặp của OOS chung. Mức tăng khi bật OOS phải ở mức tối thiểu. Nói cách khác, mức tăng càng thấp thì tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm + nhiễu càng cao và tần số khuếch đại thống nhất của UMZCH càng thấp theo tỷ lệ ở tần số cắt mức khuếch đại của vòng lặp cố định. Lưu ý rằng việc tăng mức tín hiệu đầu vào và việc sử dụng bộ khuếch đại đầu vào có độ ồn cực thấp có thể dẫn đến suy giảm đặc tính quá tải đầu vào của UMZCH. Các mạch đường dẫn tín hiệu, cũng như đầu vào và OOS (đặc biệt là ở RF) phải có điện trở tương đối thấp (hàng chục đến hàng trăm ôm). Và ở đây, bạn nên chú ý đến thực tế là việc giảm điện trở của mạch điều khiển bóng bán dẫn, được kết nối theo mạch với bộ phát chung (CE), làm trầm trọng thêm các đặc tính quá tải của nó. Các điện trở trong mạch cơ sở và mạch phát của bóng bán dẫn tầng khuếch đại cải thiện đáng kể các đặc tính tuyến tính và quá tải của chúng. Việc tăng điện trở đầu vào làm giảm dòng điện đầu vào và do đó làm giảm mức tăng ở các tần số gần với F một cách đơn giản và hiệu quả. Trong trường hợp này, rất mong muốn bật các điện trở này (để giảm mức tăng) trong từng giai đoạn khuếch đại [4, 6], nhưng hiệu quả cao nhất đạt được khi chúng được bật chính xác ở đầu vào bộ khuếch đại [7]. Các điện trở này thực hiện các chức năng tương tự trong các thiết bị tần số vô tuyến [2] (bộ khuếch đại, bộ trộn, v.v.), làm giảm sự khuếch đại của các tầng ở tần số cắt (Fgr = Fzam) của các bóng bán dẫn được sử dụng và giảm xu hướng tự kích thích của chúng. Tuy nhiên, cần lưu ý ở đây rằng với sự thay đổi lớn trong dòng cơ sở, điện trở trong mạch cơ sở có thể tạo ra một mức độ biến dạng rất lớn. Do đó, việc sử dụng điện trở trong các mạch cơ sở chỉ nên được sử dụng khi bóng bán dẫn hoạt động trong các cấu trúc có phản hồi rất sâu. Tìm kiếm một sự thỏa hiệp giữa các yêu cầu loại trừ lẫn nhau được liệt kê ở trên thường là một nhiệm vụ vô nghĩa. Việc thực hiện và kết hợp tuyệt đối chúng trong một bộ khuếch đại đơn giản là không thực tế. Chỉ có thể nhận ra OOS cực kỳ sâu, cũng như các yêu cầu được chỉ định, chỉ với khuếch đại đa kênh, tức là trên cơ sở Cấu trúc khuếch đại đa kênh (MCUS). Tiêu chí và nguyên tắc của ICCC Việc sử dụng MKUS giúp giảm triệt để thời gian trễ tín hiệu trong bộ khuếch đại, tức là đảm bảo thời gian đáp ứng cực ngắn của vòng phản hồi. Do đó, có thể tăng mạnh tần suất đóng vòng lặp CNF (Fc), để cung cấp biên độ khuếch đại rất lớn - và tất cả điều này ở mức độ ồn gần với giới hạn. Trong phiên bản bộ khuếch đại này, có thể kết hợp các ưu điểm của các phương pháp khác nhau trong kỹ thuật mạch, sử dụng các nút khác nhau đáng kể với các chi tiết cụ thể khác nhau và thường có các đặc điểm riêng. Trong các cấu trúc như vậy, có thể sử dụng các lớp khuếch đại khác nhau (A, B, C và thậm chí D), mạch chuyển mạch và các loại thiết bị điện tử. Các tùy chọn để kết nối các kênh khuếch đại bổ sung trong trường hợp này dựa trên tiêu chí triệt tiêu tín hiệu của kênh chính (cả ở đầu vào, đầu ra và bên trong) bằng cách khuếch đại bổ sung và truyền đến mạch đầu ra. Nói chung, quá trình truyền tín hiệu này có thể được thực hiện bởi các bộ khuếch đại khác. Do đó, có thể tạo ra một biên độ khuếch đại rất lớn bên trong vòng lặp CNF và do đó cung cấp một lỗi cực kỳ nhỏ trong vòng lặp CNF. Vì hệ quả của mức tăng lý tưởng trong bộ khuếch đại có OOS thông thường là ... không có tín hiệu ở đầu ra của bộ cộng tín hiệu trực tiếp và trả về (dọc theo mạch OS). Ở đây, khái niệm bộ khuếch đại (kênh) chính (chính) thể hiện mức độ ưu tiên của nó trong việc đóng vòng phản hồi có ảnh hưởng quyết định đến việc hình thành tín hiệu đầu ra không bị biến dạng. Tham số chính của kênh khuếch đại chính nên được coi là thời gian trễ của nó, thời gian này sẽ cực kỳ nhỏ. Các thông số cụ thể của các kênh khuếch đại bổ sung có thể là mức nhiễu nội tại, công suất đầu ra, v.v. Cần lưu ý rằng các nguyên tắc xử lý tín hiệu đa kênh (song song) đã được biết đến trong một thời gian tương đối dài [9], nhưng thật không may, ngoài thiết bị đo chính xác, chúng hiếm khi được sử dụng một cách khiêm tốn. Đặc biệt là trong việc triển khai mức tăng lớn bên trong vòng lặp OOS. Đồng thời, một số sơ đồ của cả UMZCH [5, 10] ** và op amps băng thông rộng đều thuộc khái niệm MKUS. Do đó, nên bổ sung các cách tiếp cận khác nhau trong mạch UMZCH [3-8] với logic hoạt động song song của các bộ khuếch đại, tức là MKUS. Cần lưu ý rằng số lượng tùy chọn để xây dựng bộ khuếch đại dựa trên MKUS là khá lớn, nhưng liên quan đến UMZCH, nên sử dụng các cấu trúc, do biên độ khuếch đại rất lớn, sẽ làm cho giai đoạn đầu ra tần số thấp và mạnh mẽ thường thực hiện các chức năng của nó một cách hoàn hảo.
Lấy ví dụ về MKUS, hãy xem xét mạch (Hình 1) của bộ khuếch đại đảo ngược ba kênh được thiết kế để hoạt động ở tải công suất thấp. Ở đây, op amp DA1 (được điều chỉnh phù hợp) là kênh chính của bộ khuếch đại đặt tần số đóng của vòng lặp CFO (Fzam) và các bộ khuếch đại DA2 và DA3 tạo thành các kênh bổ sung hoạt động theo tiêu chí triệt tiêu tín hiệu tương ứng ở đầu vào và đầu ra của DA1. Vì vậy, tín hiệu đi qua các điện trở R1, R7 đến đầu vào của op-amp DA1 được khuếch đại và qua tụ điện C2 được đưa đến đầu ra của bộ khuếch đại. Các phần tử C1, R2 và R1 tạo thành một vòng lặp OOS. Ngoài ra, tín hiệu được khuếch đại thông qua kênh DA2, cũng như DA3, từ đó nó chuyển đến đầu ra chung thông qua điện trở R11. Do đó, liên quan đến tín hiệu tần số thấp, mức tăng bên trong vòng lặp CNF tăng đáng kể. Bộ chia tín hiệu R5R6 và R8R9 cung cấp mức độ ưu tiên cho kênh chính (DA1), giảm mức tăng của DA2 và DA3 xuống mức mà tại đó sự lệch pha bổ sung do các op-amps này tạo ra có thể dễ dàng được kênh chính bù lại. Ở đây bạn nên được hướng dẫn bởi quy tắc: tín hiệu phải được giảm (chia) chính xác ở đầu vào của các kênh khuếch đại bổ sung, giúp cải thiện đáng kể các đặc tính quá tải của chúng. Một ngoại lệ chỉ có thể là các bộ khuếch đại được kết nối với đầu vào (DA2), do tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm bị suy giảm. Điện trở R4 và R7 cải thiện đặc tính quá tải đầu vào. Các chức năng tương tự, mặc dù gián tiếp, được thực hiện bởi các phần tử R3 và R10; chúng làm giảm đáng kể mức tăng của các giai đoạn đầu vào của op-amp, đặc biệt là gần Fdet. Cần nhấn mạnh ở đây rằng các điện trở như vậy loại bỏ vấn đề này, vì việc hiệu chỉnh tần số của op-amp theo phương pháp tiêu chuẩn, theo quy luật, không bảo vệ các giai đoạn đầu vào của op-amp khỏi quá tải tín hiệu RF. Trong trường hợp không có các điện trở này, các sản phẩm méo tần số cao thông qua tụ điện C1 sẽ đi thẳng đến đầu vào của op-amp và làm chúng quá tải (mức tăng bị ép buộc ở các tần số gần với Fzam). Đổi lại, OOS sâu cho RF (thông qua tụ điện C1) tạo ra sự sụt giảm lớn về đáp ứng tần số của bộ khuếch đại ở tần số F1 của op-amp DA1. Do đó, các đặc tính quá tải cao được cung cấp ở cả đầu ra DA1 và đầu vào DA3, và do đó, toàn bộ bộ khuếch đại nói chung. Ở tần số âm thanh, tín hiệu được khuếch đại tuần tự bởi ba op-amps - DA2, DA1, DA3 (chúng cũng có thể được tạo bằng công nghệ MKUS). Việc sử dụng op-amp giúp đơn giản hóa việc triển khai thiết kế, mặc dù việc sử dụng cả bóng bán dẫn tần số cao và vi sóng đều không bị cấm. Chuyển sang tùy chọn UMZCH, rất hấp dẫn khi sử dụng bộ khuếch đại mạnh (sau đây gọi là ULF) làm DA3, với điện trở đầu ra cao có thể loại trừ điện trở R11. Một giải pháp khác cũng có thể thực hiện được: thay vì các phần tử C2 và R11, hãy sử dụng thiết bị khớp hiệu quả hơn (đa kênh), sau đó ULF có thể được tạo thành một đơn vị riêng biệt! Điều này giúp giảm mức nhiễu và nhiễu xuống 20...40 dB. Đối với các bộ khuếch đại khác, ở đây, về mặt công nghệ, việc sử dụng các op-amps (tần số vô tuyến) cực kỳ hiệu quả cho phép hoạt động với một trăm phần trăm OOS. Nói cách khác, thời gian truyền tín hiệu cực ngắn và theo đó, độ lệch pha tối thiểu ở tần số khuếch đại thống nhất là các thông số quyết định khi chọn op-amp. Toàn bộ phạm vi lập luận khá phức tạp, và do đó, sự lựa chọn rơi vào op amp băng thông rộng tương đối trung bình. Tất nhiên, việc sử dụng một cơ sở yếu tố cực kỳ hiện đại với các đặc điểm "cao ngất trời" là khá ấn tượng, nhưng với mức giá cao thì không nên. Trong khi đó, hiệu suất cao của MKUS với việc bổ sung tín hiệu ở đầu ra của bộ khuếch đại (với thiết bị kết hợp chất lượng cao) cho phép sử dụng các bóng bán dẫn có thông số khiêm tốn ở giai đoạn đầu ra của kênh tần số thấp. Do tần số cắt Fgr tương đối thấp của các thiết bị lưỡng cực mạnh, cần tập trung vào yêu cầu thiết yếu đã thảo luận ở trên: hoạt động của các bóng bán dẫn gần tần số không được phép và do đó, sự khuếch đại của UMZCH (với CNF được bật) ở tần số này sẽ không đáng kể (F1 < Fgr). Việc tăng tần số cắt của vòng CFO lên tỷ lệ F1> Fgr dẫn đến thực tế là bộ khuếch đại đầu vào (thường rất băng thông rộng) gây ra tình trạng quá tải cho các tầng tần số thấp tiếp theo của UMZCH. Dựa trên các nguyên tắc được nêu ở đây, được thống nhất bởi công nghệ MKUS, tác giả đã phát triển một sơ đồ cho UMZCH ba kênh tương đối đơn giản, được hiển thị trong Hình. 2. Công suất định mức Pout 75 W khi hoạt động ở tải Rn = 4 ôm.
Kênh khuếch đại chính (DA1, VT1) sử dụng op-amp AD812 RF. Tần số khuếch đại thống nhất của nó F1 = 100 MHz, EMF Esh tự nhiễu = 4 nV/Hz và mức khuếch đại khoảng 40 dB ở tần số 3 MHz, tương ứng với tần số Frp của các bóng bán dẫn ULF mạnh (A1 trong Hình 2), cho phép bạn triệt tiêu hiệu quả sự biến dạng của giai đoạn đầu ra ULF. Đây là kênh chính xác định tần số đóng của vòng lặp CNF (Fzap và độ ổn định của UMZCH ở tần số trên Fgr. Thời gian phản ứng rất ngắn và ổn định của vòng lặp CFO được đảm bảo bởi tốc độ của kênh chính và hoạt động của bộ lặp trên VT1 ở chế độ loại A, giúp loại bỏ hiện tượng rung pha (điều chế pha). Trong sơ đồ này, kênh chính hoạt động trong dải từ tần số âm thanh đến tần số Fzam. Tính đặc hiệu và mức độ ưu tiên của kênh chính là hoạt động của nó ở các tần số gần với Fzam và việc đóng vòng lặp OOS. Chúng ta hãy xem xét hoạt động của UMZCH trong dải tần từ F1 = Frp = 3 MHz đến Fdet = 250 MHz, sử dụng tín hiệu xung có bề mặt dốc để phân tích. Tín hiệu đầu vào thông qua các điện trở R1, R2 đến đầu vào tín hiệu UMZCH (điểm A), sau đó qua điện trở R9 - đến đầu vào của op-amp DAI, VT1, bộ phát là đầu ra của kênh chính (điểm B). Từ đầu ra của kênh chính thông qua các phần tử C7, C8 và R22 của thiết bị phù hợp, tín hiệu đi đến đầu ra UMZCH (điểm C), trong đó tín hiệu này chiếm ưu thế so với tín hiệu đến từ ULF, sau đó qua mạch C2, R3 đóng mạch OOS với đầu vào tín hiệu UMZCH tại điểm A. Mạch RF OOS điện trở thấp (các phần tử C1, C2, R2, R3) cung cấp phân chia tín hiệu chất lượng cao ở các tần số này, trong khi điện cảm L1 và T1 điện dung ký sinh (lắp) riêng biệt. Tín hiệu hoạt động tại điểm A được khuếch đại thêm bởi kênh khuếch đại thứ hai (DA2). Kênh khuếch đại bổ sung này được bật theo tiêu chí triệt tiêu tín hiệu kênh chính (DA1) ở đầu vào của nó. Đối với tín hiệu, kênh trên DA2 là bộ tiền khuếch đại; nó chỉ "tắt" ở tần số cao nhất (trên 10 MHz), nơi xảy ra sự dịch pha không thể chấp nhận được trong điều kiện ổn định. Tín hiệu op-amp DA2 được khuếch đại thông qua thiết bị ưu tiên DA1 (bộ chia tín hiệu R10R11) được đưa đến đầu vào không đảo DA1. Ở tần số âm thanh, đầu ra DA2 có mức tín hiệu rất thấp, tức là nó hoạt động gần như ở chế độ tĩnh. Do đó, tín hiệu được khuếch đại nối tiếp bởi hai ampe kế (DA2, DA1) cũng đến đầu ra của kênh khuếch đại chính (điểm B). Ở đó, tín hiệu rẽ nhánh qua điện trở R23 đến kênh khuếch đại thứ ba - A1 (ULF), từ đầu ra của tín hiệu âm thanh và tần số "không" qua thiết bị khớp (cuộn dây thứ cấp của máy biến áp T1) đến đầu ra của UMZCH (điểm C). Ở các tần số mà tốc độ của ULF bị giới hạn, giai đoạn đầu ra trên VT2 với máy biến áp T1 hoạt động theo tiêu chí triệt tiêu các lỗi biên độ và pha ở đầu ra của ULF. Việc sử dụng điện cảm ở dạng T1 được quyết định bởi nhu cầu đáp ứng hai điều kiện trái ngược nhau: điện trở rất thấp của thiết bị phù hợp ở tần số âm thanh và cao ở tần số gần Fgr, bóng bán dẫn mạnh. Cần nhấn mạnh ở đây rằng vấn đề kết hợp chính xác các cấu trúc RF và LF có điện trở thấp là rất quan trọng do sự xuất hiện của các cộng hưởng ký sinh khác nhau. Trong trường hợp này, cộng hưởng xảy ra trong mạch bao gồm tụ điện C7 và cuộn cảm thứ cấp T1, đồng thời có liên quan mật thiết đến độ lợi và pha ở đầu ra ULF. Mạch C8, R22 làm giảm tần số và hệ số phẩm chất của mạch này. Mạch dao động của các phần tử C9, R27 và độ tự cảm của cuộn sơ cấp của máy biến áp T1 giảm chúng xuống thấp hơn nữa, vì chúng được điều chỉnh ở tần số thấp hơn nữa. Máy biến áp nên được coi là một bộ lọc (LPF) và là một thành phần của bộ cộng tín hiệu ở đầu ra UMZCH, giúp triệt tiêu tàn dư của các biểu hiện cộng hưởng ký sinh và lỗi pha bằng cách sử dụng tài nguyên khuếch đại của kênh chính trên DA1. Cuộn dây sơ cấp T1 được kết nối với bộ theo dõi bộ phát trên bóng bán dẫn VT2, đồng thời là bộ ổn định dòng điện cho VT1.. Ưu tiên của kênh chính (DA1) được cung cấp nếu máy biến áp giảm dần. Điện áp của cuộn thứ cấp T1 thực sự được bật nối tiếp với điện áp đến từ đầu ra ULF. Để khử méo ULF một cách hiệu quả, máy biến áp phải đủ băng thông rộng, có hiệu suất cao (liên kết từ thông tốt) ở tần số cỡ Fgr. Các vi mạch RF cần được cấp nguồn bởi một bộ điều chỉnh lưỡng cực riêng biệt với điện áp ±12,5 V. Bây giờ về ULF, sơ đồ được hiển thị trong Hình. 3. Giai đoạn đầu ra của nó là một bộ theo dõi bộ phát đối xứng mạnh mẽ được điều khiển bởi một bộ tạo dòng điện [8]; lược đồ là cổ điển và không cần bình luận. ULF được bật theo tiêu chí triệt tiêu tín hiệu ở đầu ra của kênh chính. Trước ULF, một thiết bị để tạo mức độ ưu tiên của kênh chính (DA1) được bao gồm - một bộ chia điện trở R23 (xem Hình 2) và R32 (Hình 3). Nhiệm vụ của nó là giảm mức tăng ULF ở các tần số xung quanh Fgr với sự thay đổi pha tối thiểu và ở các tần số cao hơn, để giảm mức tăng về 20 bằng CXNUMX. Điều này cải thiện các đặc tính quá tải và khả năng chống ồn của ULF.
Vì vậy, sự đóng góp của ULF vào tín hiệu đầu ra của UMZCH ở tần số cao (trên 3 MHz) giảm ba lần: do OOS sâu (do giảm đáp ứng tần số ở tần số Fgr), bộ chia R23R32 và C20, cũng như do điện trở cảm ứng cao của cuộn dây T1. Ở tần số khoảng 15 MHz, điện áp ở đầu ra ULF (tại điểm E) lệch 180° so với điện áp ở đầu ra UMZCH (tại điểm C)! Tụ điện C25 trong ULF thực hiện chức năng kép. Ngoài việc tạo hiệu chỉnh tần số ULF, trong một tầng trên các bóng bán dẫn VT6, VT7, nó tạo thành một kênh song song ở tần số trên 3 MHz. Tín hiệu từ bộ phát VT3 được đưa qua tụ điện C25 (bỏ qua VT4 và VT7) đến các tín hiệu theo bộ phát đầu ra (với mức đầu vào ULF), giúp giảm thời gian truyền tín hiệu qua ULF. Ở đây cần chỉ ra vai trò không rõ ràng của mạch hiệu chỉnh đạo trình bằng tụ điện C22. Tụ điện này làm giảm sự lệch pha của tín hiệu ở đầu ra ULF (ở tần số bậc 3 MHz), trong khi mức tín hiệu ở đầu ra của kênh chính giảm (điểm B). Nhưng tụ điện C22 tăng cường khuếch đại ở tần số trên Fgr, điều này làm trầm trọng thêm các đặc tính quá tải của kênh và tăng độ méo của nó. Do đó, việc sử dụng C22 chỉ hợp lý khi sử dụng các bóng bán dẫn tần số cao không đủ (loạt KT818, KT819); trong các trường hợp khác, nên loại trừ chuỗi R34, C22. Do đó, tín hiệu ở đầu ra của UMZCH (điểm C) thực sự là tín hiệu tổng hợp. Tín hiệu trong dải tần số hoạt động truyền đến đầu ra từ ULF qua cuộn thứ cấp T1. còn tín hiệu bù để triệt méo ULF ở tần số cao là qua các bóng bán dẫn VT1, VT2 và biến áp T1. Mức tăng nối tiếp của tất cả các kênh (DA2 DA1, ULF) ở tần số 20 kHz đạt 160 dB. giúp giảm lỗi với FOS được giới thiệu xuống giá trị dưới 0,0001%. Mức độ nhỏ của lỗi này (mức tín hiệu tại điểm A) có thể được đánh giá trực quan sau khi khuếch đại nó bằng RF op-amp DA2 (tại điểm D), sử dụng phương pháp của I. T. Akulinichev [3] mà độc giả của tạp chí đã biết. Nhưng do biên độ khuếch đại lớn bên trong vòng lặp NF, lỗi rất nhỏ (dưới 1 mV) và nó gần như tuyến tính. Tuy nhiên, ở đây bạn cần chú ý đến mức độ nhiễu và các kết nối ký sinh trong các mạch tín hiệu, kể cả thông qua các dây thông thường. Ví dụ, dòng điện trong mạch OOS (thông qua các phần tử C1, C2, R2 - R5) ở tần số 20 kHz tạo ra điện áp rơi trên dây SCR ở mức vài microvolt đối với mạch chính xác OP1. Xe bán tải này trên SCR là tuyến tính và không gây ra bất kỳ nguy hiểm nào. Nhưng bất chấp sự ít ỏi, bộ thu, được khuếch đại hàng nghìn lần, làm tăng đáng kể mức tín hiệu ở đầu ra của op-amp DA2. Để quan sát chính xác mức độ sai số trong mạch CNF, nên sử dụng một dây chung cho tất cả các giai đoạn, bằng cách đóng OP1-OP4 thành OP5 và một bộ khuếch đại bổ sung 20 ... 40 dB. Đồ thị dao động của tín hiệu hình sin có tần số 20 kHz được hiển thị trong hình. 4 trong quá trình vận hành UMZCH với công suất đầu ra Pout = 75 W; từ trên xuống dưới: đầu ra DA2 (điểm D) ở mức chia tỷ lệ 1 mV, đầu ra DA1 (điểm B) - ở mức chia tỷ lệ 0,5 V. Nhiễu tần số cao ở đầu vào của bộ khuếch đại bị suy giảm bởi bộ lọc R1C1 và tụ điện của nó cũng được bao gồm trong mạch RF OOS (R2 / R3 \u2d C1 / C7). Mạch OOS có điện trở thấp làm giảm đáng kể ảnh hưởng của nhiễu RF và điện dung ký sinh. Các điện trở R9 và RXNUMX giúp tăng khả năng quá tải của các ampe kế RF một cách hiệu quả, giảm đáng kể mức tăng RF của các giai đoạn đầu vào của chúng. Sự kết hợp của các biện pháp này làm giảm đáng kể sự khuếch đại trong vòng lặp ở các tần số gần với tần số, loại trừ sự khuếch đại ULF ở tần số cắt của các bóng bán dẫn mạnh, đảm bảo các đặc tính quá tải cao. Ở các tần số dưới 200 kHz, mức tăng được xác định theo tỷ lệ (R3+R4+R5)/(R1+R2) =10. Các bóng bán dẫn VT8, VT9 ổn định dòng tĩnh của tầng đầu ra [3] theo tiêu chí ổn định điện áp phân cực tại các đế của bóng bán dẫn đầu ra. Trong trường hợp quá tải dòng điện, các bóng bán dẫn VT5 và VT20-VT22 sẽ chặn ULF (VT10-VT19) trong tám chu kỳ của bộ tạo, được thực hiện trên các phần tử DD1 1-DD1 3 (tức là trong khoảng 30 ms).
Việc điều khiển và điều chỉnh UMZCH phải được thực hiện ở băng tần 100 MHz. Để làm được điều này, nên tăng tần số cắt của vòng lặp OOS bằng cách giảm một nửa điện trở của các điện trở R1 và R4 + R5. Sau đó, bằng cách tắt DA2 (đối với điều này, nó đủ để hủy bỏ một trong những kết luận của R10), tại điểm C, họ kiểm soát sự suy giảm đơn điệu trong đáp ứng tần số của nó ở tần số trên 1 MHz. Nếu cần, mức tăng của kênh chính DA1 sẽ giảm bằng cách tăng điện trở R9. Sau đó, tín hiệu xung uốn khúc có tần số 250 kHz được áp dụng cho đầu vào với dao động điện áp 0,5 V. Sẽ không có ý nghĩa gì khi áp dụng mức tín hiệu cao hơn vì công suất đầu ra của UMZCH ở tần số trên 250 kHz được liên kết chặt chẽ với công suất của tầng đầu ra của kênh khuếch đại chính (VT1, VT2). Trong trường hợp này, tín hiệu bị biến dạng trước từ đầu ra DA1 (điểm B) phải được coi là thông tin nhiều nhất, trên thực tế, đây là tín hiệu được khuếch đại bội số của lỗi vòng lặp theo dõi OOS. Tín hiệu tại điểm B phải có ký tự xung với hình dạng gần với số mũ. Với cài đặt chính xác, các xung sẽ tương đối ngắn, mặt trước của chúng phải dốc và độ dốc phải nhẹ nhàng và mượt mà. Trong mọi trường hợp không nên quan sát bất kỳ cộng hưởng hoặc phá vỡ nào trên biểu đồ dao động của chúng. Tín hiệu xung tại các điểm khác nhau của UMZCH, được đo ở tần số cắt kép, được hiển thị trong biểu đồ dao động của Hình. 5, khi làm việc trên tải điện trở có điện trở 4 ôm - trên biểu đồ dao động của hình. 6; khi làm việc trên tải phản kháng (tụ điện có công suất 1 μF) - trên biểu đồ dao động của Hình. 7. Theo đó, từ trên xuống dưới: Đầu ra DA2 (điểm D) ở giá trị chia 0,2 V, đầu ra DA1 (điểm B) ở giá trị chia 2 V, đầu ra UMZCH (điểm C) và đầu ra ULF (điểm E) ở giá trị chia 5 V. Tốc độ quét của các biểu đồ dao động này là 1 μs.
Nếu cần thiết, trước tiên, điều chỉnh khuếch đại và hiệu chỉnh ULF (các phần tử R35, R34, C22, C25), hệ số suy giảm tín hiệu của thiết bị ưu tiên (R23, R32, C20, C21), sau đó điều chỉnh thiết bị phù hợp (C7, C8 và R22, C9 và R27, T1), loại trừ quá trình tạo dao động tín hiệu ở đầu ra của DA1 (điểm B). Tiếp theo, kết nối và chọn điện trở R10 theo tiêu chí về biên độ tối thiểu của các xung ở đầu ra của DA2 với độ tuyến tính cao (độ mịn) của cái sau. Sau đó, mệnh giá được chọn thêm 10 ... 20% và được hàn trên bảng. Dòng tĩnh của giai đoạn đầu ra ULF được điều chỉnh ở mức khoảng 100 mA bằng cách chọn điện trở R48, dòng chặn ULF (8 A) là R63 và dòng tĩnh của bóng bán dẫn VT1 (200 mA) tương ứng là R25. Và cuối cùng, hoạt động của UMZCH được kiểm tra về việc không có kích thích ULF khi quá tải với tín hiệu đầu vào lớn trong dải 30 ... 300 kHz. Sự kích thích của ULF cho thấy các đặc tính quá tải và tốc độ rất thấp của nó, mức tăng lớn trên F^, tần số cắt quá cao của vòng lặp NF hoặc mức độ ưu tiên không đủ của kênh chính, điều này có thể xảy ra khi các thành phần thay đổi. Sau khi điều chỉnh, tần số cắt của vòng lặp CNF được khôi phục. Cấu tạo và chi tiết Đây là kênh chính xác định thời gian trễ của vòng theo dõi OOS, mức tăng ở tần số cao và do đó, hiệu quả của việc triệt tiêu các loại cộng hưởng và biến dạng ký sinh khác nhau. Do đó, các yêu cầu nghiêm ngặt nhất được đặt ra đối với DA1: nó phải là tần số vô tuyến, tức là nó phải hoạt động chính xác với mức tín hiệu RF cao và tải tiêu chuẩn là 50 ohms. Yêu cầu cao cũng được đặt lên bóng bán dẫn VT1, bóng bán dẫn này cũng gây ra độ trễ thời gian. Do đó, nó phải có tần số cao (ví dụ: từ dòng KT922, KT925) và dòng điện của nó đủ để hoạt động với op-amp DA1. Do dòng điện VT1 tương đối nhỏ (200 mA), trở kháng tải UMZCH ở tần số trên 1 MHz phải lớn hơn và bắt buộc phải có bộ lọc (cuộn cảm L1). Một mục đích khác của L1 là chặn đường truyền dao động tần số cao từ AC đến đầu ra UMZCH (đến điểm C) và xa hơn nữa đến mạch OOS. Do tần số đóng vòng lặp CNF rất cao, độ dài vật lý của kênh khuếch đại chính và mạch CNF trên RF phải ở mức tối thiểu và việc triển khai phải tính đến các yêu cầu đối với thiết bị RF. Các yêu cầu đối với op amp DA2 ít nghiêm ngặt hơn, nhưng cần nhấn mạnh rằng chính op amp DA2 là bộ tiền khuếch đại xác định mức độ nhiễu, nhiễu, độ chính xác của OOS, v.v. kết quả là anh ta buộc phải làm việc trong điều kiện "nhà kính". Các điều kiện như sau: sự hiện diện của một điện trở có điện trở tương đối cao trong mạch đầu vào (R7), giúp loại bỏ tình trạng quá tải của op-amp ở tần số gần với tần số Fzam; hoạt động của giai đoạn đầu ra của op-amp ở chế độ tín hiệu thấp của loại A; sự hiện diện của nguồn điện riêng hoặc bộ lọc RC trong mạch nguồn để giảm nhiễu. Trong thiết kế, điều quan trọng là phải có các dây chung riêng biệt: tín hiệu OP1 và mạch nguồn OP2. "Câu hỏi về" nối đất "rất quan trọng, bởi vì tín hiệu trong các tầng khuếch đại được xác định liên quan đến dây chung [8]. Cảm ứng nhiễu tần số thấp trên phần tín hiệu hoặc dây chung tín hiệu thực sự giống hệt nhau. Do đó, các mạch OP1-OP4 phải nằm trong màn hình (còn gọi là dây OP5) và phải được chế tạo bằng các dây riêng biệt. Tầng op-amp DA2 cũng phải được che chắn. ZCH. Yêu cầu cao về chất lượng của tụ điện C2, vì toàn bộ điện áp đầu ra ULF được áp dụng cho nó. Do đó, nó phải có độ hấp thụ thấp và điện áp định mức ít nhất là 250 V (từ loại không thiếu - KSO, SGM); tụ điện C1 là mong muốn sử dụng cùng một nhóm. Điện trở mạch vào và OOS (R1-R5) - MLT hoặc OMLT. Tụ điện C7-C9 trong thiết bị phù hợp - K73-17 hoặc gốm có TKE nhỏ. Cần lưu ý rằng để loại trừ kích thích, các bóng bán dẫn VT8, VT9 phải được đặt gần VT6, VT7 và VT10-VT13. Khi bộ khuếch đại được kích thích, nên tăng gấp đôi điện trở của các điện trở R47-R49 và R51, R53 hoặc áp dụng độ lệch tương tự như được sử dụng trong [4]. Không có yêu cầu nào khác đối với cơ sở phần tử ULF, do đó, việc triển khai nó dựa trên các sơ đồ khác là có thể. Tuy nhiên, nên ưu tiên cho cơ sở phần tử và mạch tiên tiến hơn (nghĩa là băng thông rộng và đa kênh!), trong mọi trường hợp, mức tăng không nên bị ép buộc do đặc tính quá tải của nó. Có thể tăng công suất đầu ra của UMZCH mà không cần thay đổi mạch lên đến 120 W bằng cách sử dụng các bóng bán dẫn KT14, KT9 trong tầng VT8101-VTT8102 và tăng dòng thu VT1 lên 250 mA. Như đã đề cập ở trên, ULF có thể bị xóa khỏi kênh UMZCH chính ở khoảng cách lên tới 40 cm (với các giá trị thành phần được chỉ định). Đối với tác giả, với phiên bản breadboard, chiều dài của dây từ điện trở R23 và từ máy biến áp T1 đến ULF là 30 cm, ngược lại, chiều dài của dây dẫn từ bộ phát VT1 đến R23 và từ các phần tử C7, R22 đến máy biến áp T1 phải ở mức tối thiểu. Các cuộn dây LI, L2 được quấn trên khung có đường kính 12 mm và chứa 11 vòng dây MAY có đường kính 1 mm. Máy biến áp T1 được quấn trên cùng một khung. Cuộn sơ cấp chứa 30 vòng PEV 0,3, cuộn thứ cấp - 15 PEV 1 mm. Nên quấn cuộn sơ cấp bằng dây đôi trên cuộn thứ cấp giữa các vòng của nó. Tốt hơn hết là quấn máy biến áp bằng một bó 10-12 dây PEV 0,3 ... 0.4 mm, hai trong số đó mắc nối tiếp tạo thành cuộn sơ cấp (30 vòng) và các dây còn lại được nối song song tạo thành cuộn thứ cấp (15 vòng). Tất nhiên, UMZCH chất lượng cao phải có chỉ báo về tình trạng quá tải của bộ khuếch đại về dòng điện và điện áp, thiết bị ổn định "không" ở đầu ra của UMZCH, bù điện trở dây và bảo vệ loa [4, 8]. Để kết luận, tác giả xin cảm ơn A. Sitak (RK9UC) đã giúp đỡ trong việc chuẩn bị bài viết này. Văn chương
Tác giả: A.Litavrin, Berezovsky, Vùng Kemerovo
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Mở khóa Knock điện thoại thông minh LG ▪ Giải thích về khả năng miễn dịch của dơi đối với vi-rút có thể lây truyền ▪ Các nhà khoa học biết cách tăng hiệu suất máy tính lên 20%
▪ phần của trang web Từ có cánh, đơn vị cụm từ. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Trong hai tính. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Cây sậy thông thường. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài đăng Đăng ký năng lượng mặt trời. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này