Многокаскадные усилители. Распределение фазовых, частотных и переходных искажений в многокаскадных усилителях. Влияние обратных связей на работу каскада, борьба с паразитными обратными связями.

Многокаскадные усилители – усилители, состоящие из множества каскадов. Необходимы для достижения заданного усиления. Коэффициент усиления такого каскада равен произведению коэффициентов усиления каскадов, входящих в него.

Коэффициент частотных искажений M_общ определяется как отношение модуля коэффициента усиления на средней частоте к модулю коэффициента усиления на рассматриваемой частоте. Общий коэффициент частотных искажений многокаскадного усилителя равен произведению коэффициентов частотных искажений каждого каскада. Заданные частотные искажения между каскадами распределяют таким образом, чтобы получить наименьшую стоимость и габаритные размеры усилителя. Наибольшие частотные искажения дают трансформаторные усилительные каскады. Поэтому на нижней частоте в трансформаторном каскаде коэффициент искажений берут в 2..3 раза выше, чем в обычном резисторном каскаде. Для уменьшения размеров переходных конденсаторов при низкой граничной частоте диапазона можно применять НЧ коррекцию.

В усилителях импульсных сигналов искажения общей переходной характеристики можно определить по искажением переходных характеристик отдельных каскадов. Общее время нарастания

Выброс вершины

В отсутствие выбросов во входной цепи и в каждом каскаде выброс многокаскадного усилителя будет отсутствовать. Если у каскадов сильно различающиеся выбросы и времена установления, необходимо построить его переходную характеристику в области малых времен и провести оценку.

Последовательная ООС по току – одна из наиболее распространенных видов связи, применяемых в усилительных каскадах. Она повышает входное сопротивление каскада, улучшает частотные свойства и нелинейные искажения.

При использовании параллельной ООС по напряжению каскад обладает меньшим входным и выходным сопротивлениями, чем обычный, поэтому коэффициент усиления каскада остается прежним. Однако коэффициент сквозного усиления уменьшается. Улучшаются частотные свойства каскада.

1 – послед. ООС по току. 2- паралл. ООС по напряжению.
Паразитные обратные связи ухудшают электрические показатели усилителя за счет дополнительных линейных и нелинейных искажений. Основными видами являются: электростатические, магнитные, электромагнитные, электромеханические и связи через общий источник питания.

Электростатическая паразитная связь возникает за счет емкостной связи между каскадами или выходными и входными зажимами усилителя и представляет собой параллельную ОС по напряжению. Для уменьшения этой связи каскады усилителей располагают в виде линейки для разнесения узлов усилителя с низкими и высокими уровнями.

Магнитная связь возникает за счет близко расположенных входных и выходных трансформаторов, а также за счет наводок в проводах токами, протекающими в соседних цепях. Для уменьшения магнитных связей необходимо правильно располагать входные и выходные трансформаторы и применять магнитное экранирование.

Электромагнитные связи на СВЧ возникают за счет распределенной индуктивности и емкости выводов, соединительных проводников, которые образуют колебательную систему, резонирующую в диапазоне нескольких МГц выше. Эта связь возникает за счет вибраций и в транзисторных усилителях мала.

Паразитная ОС через источник питания в многокаскадном усилителе возникает за счет протекания токов сигнала всех каскадов через общий источник питания. Эти токи создают на его внутреннем сопротивлении падение напряжения, которое является напряжением паразитной связи, т.к. оно через коллекторные цепи и делители напряжений поступает в цепи управляющих электродов УЭ. Для устранения этой паразитной связи применяются развязывающие фильтры в цепях питания УЭ.

(а) – последовательное включение развязывающих фильтров.

(б) – параллельное включение развязывающих фильтров.