Исследование гамма корректоров

Таблица 1.

                   

           ET

 

                                                     ВПС

 

Рис.7. Структурная  схема гамма-корректора с отрицательно

полюсным (негативным) сигналом у входа.

 

Принципиальная  схема гама-корректора корректора с  отрицательно

полюсным (негативным) сигналом у входа.

Выбираем  транзистор КТ301А и строим рабочую точку на входной и выходной характеристиках этого транзистора.

Дано: транзистор КТ301А, напряжение питания Е_К = 12В, сопротивление нагрузки                  R_Н = 150Ом, постоянный ток смещения в цепи базы I_Б0 = 10 мкА, амплитуда переменной составляющей тока базы I_БМ= 150мкА.

Выходные статические характеристики транзистора с необходимыми построениями показаны на рисунке 9. Нагрузочная линия соответствует графику уравнения I_К=(E_К-U_КЭ)/R_Н. На семействе выходных характеристик ордината этой прямой при U_КЭ=0 соответствует точке I_К=E_К/R_Н. Абсцисса при I_К=0 соответствует точке U_КЭ=Е_К. Соединение этих координат и является построением нагрузочной линии. В нашем случае координаты нагрузочной линии: I_К = 12/1000 = 80 А и          U_КЭ = 12В. Соединяя эти точки, получаем линию нагрузки.

Пересечение нагрузочной линии  с заданным значением тока базы I_Б0 определяет рабочую точку (РТ) транзисторного каскада, нагруженного на резистор. В нашем случае рабочая точка соответствует пересечению нагрузочной прямой с характеристикой при I_Б= 200мкА. На входных характеристиках рабочую точку определяем как точку пересечения ординаты, соответствующей току I_Б0=200 мкА, и характеристики при U_КЭ=40 В (РТ). Определяем:                    U_БЭ0= 0,765В.

 

 

 

                                                                                          

                      

Рисунок 9. Выходные характеристики КТ602А.

 

 

 

Рисунок 10. Входная характеристика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1.9. Выбор  транзистора для корректирующего  каскада следует производить  ориентируясь на его частотные  свойства. С этой целью определяется  время установления на все устройство, которое в нашем случае состоит из трех каскадов:

Здесь – верхняя  частота видеосигнала.

Время установления на каскад будет равно где –  число каскадов.

Следует выбрать  транзистор, у которого или.

3.1.10. Выбираем  положение рабочей точки на  входной и выходной характеристиках  используемого транзистора. При  выборе рабочей точки следует  распологать ее с учетом полярности  напряжения видеосигнала на базе  транзистора. При позитивном видеосигнале  рабочая точка выбирается в  нижней части кривой входной  характеристики, если же сигнал  негативный, то наоборот – в  верхней части. Причем, в обоих  случаях так, чтобы при полном  размахе входного напряжения  не было отсечки коллекторного  тока.

3.1.11. После  выбора рабочей точки, следует  вычислить по характеристикам  транзистора значение. Опеределить  можно также по формуле, где  – значение из справочника, - значение  тока в рабочей точке, - значение  коэффициента из справочника.

3.1.12. Опеределим  величину

Прежде чем  производить расчет остальных элементов  корректирующего каскада, необходимо рассчитаь цепи стабилизации режимов  входной ступеней устройства. После  расчета этих каскадов, будут известны их входные сопротивления и можно  будет продолжить расчет корректирующего  каскада.

 

-----------------------------------------

3.1.1. Опеределим  общий коэффициент усиления корректора  по напряжению:

 

3.1.2. Учитываем,  что для ЭП коэффициент усиления  меньше единицы К_эп < 1, например, равен 0,7 – 0,8 , тогда коэффициент усиления двух других каскадов равен:

Для корректирующего  каскада коэффициент усиления можно  выбрать из условия:

Здесь К_вх – коэффициент усиления входного каскада, а К_γ – коэффициент корректирующего каскада.

3.1.3. Определив  из п.3.1.2 коэффициент усиления  корректирующего каскада, определяем  коэффициент усиления входного  каскада.

3.1.4. диапазон  изменения входного напряжения (от  уровня черного до уровня белого) на 10-ть равных интервалов, после  чего путем умножения интервальных  значений входного напряжения  на коэффициент усиления входного  каскада определяем значение  входного напряжения для корректирующего  каскада.

3.1.5. Строим  график зависимости рис.8, приняв

3.1.6. Разбиваем  кривую зависимости, построенную  в п.3.1.5, на равные участки. Число  участков, на которые разбивается  кривая, зависит от величины гамма.  При значениях гамма близких  к 1, число участков можно уменьшить  до 3 – 5-ти.

3.1.7. Для каждого  из участков кривой вычисляется  коэффициент усиления:

Значения  коэффициентов сводятся в таблицу 1.

Участок	АБ	БВ	ВГ	ГД
Коэф.усиления.

Таблица 1.

3.1.8. Из выражения  для К_γ определяем численное значение произведения (для схемы корректора рис.5): здесь g₂₁^`- статический коэффициент усиления транзистора в выбранной рабочей точке, R_э – эквивалентное сопротивление нагрузки транзистора (в коллекторной цепи), К_i – коэффициент усиления из таблицы 1 для верхнего интервала входных напряжений корректирующего каскада.

3.1.9. Выбор транзистора для корректирующего каскада следует производить ориентируясь на его частотные свойства. С этой целью определяется время установдения на все устройсвто, которое в нашем случае состоит из трех каскадов:

Здесь – верхняя  частота видеосигнала.

Время установления на каскад будет равно где –  число каскадов.

Следует выбрать  транзистор, у которого или.

3.1.10. Выбираем  положение рабочей точки на  входной и выходной характеристиках  используемого транзистора. При  выборе рабочей точки следует  распологать ее с учетом полярности  напряжения видеосигнала на базе  транзистора. При позитивном видеосигнале  рабочая точка выбирается в  нижней части кривой входной  характеристики, если же сигнал  негативный, то наоборот – в  верхней части. Причем, в обоих  случаях так, чтобы при полном  размахе входного напряжения  не было отсечки коллекторного  тока.

3.1.11. После  выбора рабочей точки, следует  вычислить по характеристикам  транзистора значение. Опеределить  можно также по формуле, где  – значение из справочника, - значение тока в рабочей точке, - значение коэффициента из справочника.

3.1.12. Опеределим  величину

Прежде чем  производить расчет остальных элементов  корректирующего каскада, необходимо рассчитаь цепи стабилизации режимов  входной ступеней устройства. После  расчета этих каскадов, будут известны их входные сопротивления и можно  будет продолжить расчет корректирующего  каскада.

 

3.2. Расчет  цепей стабилизации положения  рабочей точки

 

В качестве схемы  стабилизации наиболее часто применяют  схему с отрицательной обратной связью по току (рис.9).

3.2.1. Выберем  коэффициент стабилизации, который,  как правило, должен лежать  в пределах:

где – коэффициент  усиления транзистора в схеме  с общей базой.

Ориентирвочно коэффициент стабилизации следует  выбирать, т.к. при значении S_с , стремящемся к единице, уменьшается входное сопротивление каскада и растет ток входного делителя напряжения.

3.2.2. Выбираем  положение рабочей точки на  входной характеристике транзистора,  ориентируясь на положение п.3.1.10.

Отметим, что  как правило, во входном каскаде  используется тот же транзистор, что  и в корректирующем каскаде.

3.2.3. Для выбранной  рабочей точки опеределяем

3.2.4. Выбираем  ориентировочное значение самопроизваольного  изменения значения коллекторного  тока (например, под действием тепла  и др. факторов).

3.2.5. Принимаем  значение падения напряжения  на эмиттерном сопротивлении  R_эм  равным:

и определяем

3.2.6. По заданной  максимальной рабочей температуре  устройства t_макс , определяем изменение тока коллекторного перехода:

из справочника  для температуры 20^oC.