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直流偏置

發(fā)布時間:2013/7/12 20:05:02 訪問次數(shù):3256

    在經(jīng)過精挑細選確定電路形式以后,我們就需選定合適的AMS813LESA工作點,以便獲得最大的輸出擺幅、最小的失真,并使得元件只需采用標準值,確保電路的電流消耗在電源的供應能力范圍之內(nèi),F(xiàn)在的任務是為電路設定偏置,可選擇如下方法來實現(xiàn):
    電阻式陰極偏置
    柵極偏置
    充電電池式陰極偏置
    二極管式陰極偏置
    恒流源式陰極偏置
    電阻式陰極偏置
    在陰極的連接路徑中插入一只電阻,可為電子管提供偏置,如圖3.15所示。
    如果圖中的電子管電流升高,則陰極電阻上流過的電流也升高,使得柵極與陰極之間的電壓向正電壓窮向變化,電子管于是趨向于關斷,因而能提供一定程度的過流保護功能。如果要更換電子管,那么,采用這種偏置方法的電路,可獲得最小程度的偏置變動。因此,這種偏置在電子管電路中使用得最為普遍。一旦知道電子管工作時所需的厶和Vgk,我們就可以根據(jù)歐姆定律,計算出設定偏置所需的這只陰極電阻阻值。
    可是,在單管共陰極放大電路的陰極處插入電阻,會形成負反饋,導致電路增益減小,可能會因此而達不到設計要求。慣常的解決辦法是使用一只電容與陰極電阻并聯(lián),為其提供旁路(對于音頻信號來說,這只電容起到短路作用),使得電子管的陰極在交流上是接地的,從而避免形成負反饋。人們通常認為,音頻的帶寬是從20Hz到20kHz,音頻電路應盡可能在這個頻率范圍內(nèi)具有接近完美的性能。為此,這只電解電容(難免要使用這種類型的電容),需按照此處濾波器f-3dB=lHz來選取容量。

             
    為電路選定偏置時,我們通常假定,信號電壓足夠小,不會影響到其DC工作狀況?墒,接近出現(xiàn)削波時,三極管陽極上的信號電壓可能有數(shù)百伏的峰一峰值,進入削波后,產(chǎn)生的失真(含有DC成分)可在瞬間將圪平均值拉低。這個失真還會帶來進一步的影響,因為他的DC成分可以改變陽極電流的有效值。
    例如,對一個共陰極放大電路進行測試。當信號發(fā)生器不輸出信號時,Va=117.1V。但是,當增大測試電路的輸入信號電平,使得輸出信號的THD+N達到5%時,陽極電壓的有效值下跌至114.2V,陽極電流的有效值也同時改變。陽極電流有效值的改變,是由于陰極電容的積分作用而帶來的。由于f_3dB=lHz,意味著時間常數(shù)r=160ms,囡此,當削波這過載狀態(tài)過去后,陰極電容需要花SGls的時間,才能令到偏置電壓回復至先前的99%。在這段時間里。(它是由厶決定)將產(chǎn)生變化,從而使稍有改變。如果這一級電路后面接的是無源均衡網(wǎng)絡,于是ut不可避免地成為這個網(wǎng)絡的一部分的變化就會導致頻率響應在短時間內(nèi)產(chǎn)生偏差。盡管在放大器產(chǎn)生5%的THD+N情況下,頻率響應產(chǎn)生較小的偏差,可認為是無關緊要的,但是過載后,頻率響應的偏差需要1秒的時間才慢慢降為零,這一點就不是那么容易被接受。
    陽極有大信號時和陽極沒有大信號時,分別測量陰極旁路電容的DC電壓,可以觀察到偏置的變動。這種測量方法具有突出的優(yōu)點,就是可以使用普通的數(shù)字萬用表來完成。如果改在陽極處測量,則要求所用的數(shù)字萬用表,在有大幅值AC電壓存在的場合下,仍具備精確測量DC電壓的能力。
    無論信號的電平為多少,電子管的工作點都不會出現(xiàn)變動,這是最為理想的。如果電子管不會被驅(qū)動至產(chǎn)生大于1%的THD,這時,采用電阻式陰極偏置,就可以獲得很滿意的效果。但是,如果有時會被驅(qū)動至進入削波狀態(tài),就應改用其他的偏置方法。

    在經(jīng)過精挑細選確定電路形式以后,我們就需選定合適的AMS813LESA工作點,以便獲得最大的輸出擺幅、最小的失真,并使得元件只需采用標準值,確保電路的電流消耗在電源的供應能力范圍之內(nèi)。現(xiàn)在的任務是為電路設定偏置,可選擇如下方法來實現(xiàn):
    電阻式陰極偏置
    柵極偏置
    充電電池式陰極偏置
    二極管式陰極偏置
    恒流源式陰極偏置
    電阻式陰極偏置
    在陰極的連接路徑中插入一只電阻,可為電子管提供偏置,如圖3.15所示。
    如果圖中的電子管電流升高,則陰極電阻上流過的電流也升高,使得柵極與陰極之間的電壓向正電壓窮向變化,電子管于是趨向于關斷,因而能提供一定程度的過流保護功能。如果要更換電子管,那么,采用這種偏置方法的電路,可獲得最小程度的偏置變動。因此,這種偏置在電子管電路中使用得最為普遍。一旦知道電子管工作時所需的厶和Vgk,我們就可以根據(jù)歐姆定律,計算出設定偏置所需的這只陰極電阻阻值。
    可是,在單管共陰極放大電路的陰極處插入電阻,會形成負反饋,導致電路增益減小,可能會因此而達不到設計要求。慣常的解決辦法是使用一只電容與陰極電阻并聯(lián),為其提供旁路(對于音頻信號來說,這只電容起到短路作用),使得電子管的陰極在交流上是接地的,從而避免形成負反饋。人們通常認為,音頻的帶寬是從20Hz到20kHz,音頻電路應盡可能在這個頻率范圍內(nèi)具有接近完美的性能。為此,這只電解電容(難免要使用這種類型的電容),需按照此處濾波器f-3dB=lHz來選取容量。

             
    為電路選定偏置時,我們通常假定,信號電壓足夠小,不會影響到其DC工作狀況。可是,接近出現(xiàn)削波時,三極管陽極上的信號電壓可能有數(shù)百伏的峰一峰值,進入削波后,產(chǎn)生的失真(含有DC成分)可在瞬間將圪平均值拉低。這個失真還會帶來進一步的影響,因為他的DC成分可以改變陽極電流的有效值。
    例如,對一個共陰極放大電路進行測試。當信號發(fā)生器不輸出信號時,Va=117.1V。但是,當增大測試電路的輸入信號電平,使得輸出信號的THD+N達到5%時,陽極電壓的有效值下跌至114.2V,陽極電流的有效值也同時改變。陽極電流有效值的改變,是由于陰極電容的積分作用而帶來的。由于f_3dB=lHz,意味著時間常數(shù)r=160ms,囡此,當削波這過載狀態(tài)過去后,陰極電容需要花SGls的時間,才能令到偏置電壓回復至先前的99%。在這段時間里。(它是由厶決定)將產(chǎn)生變化,從而使稍有改變。如果這一級電路后面接的是無源均衡網(wǎng)絡,于是ut不可避免地成為這個網(wǎng)絡的一部分的變化就會導致頻率響應在短時間內(nèi)產(chǎn)生偏差。盡管在放大器產(chǎn)生5%的THD+N情況下,頻率響應產(chǎn)生較小的偏差,可認為是無關緊要的,但是過載后,頻率響應的偏差需要1秒的時間才慢慢降為零,這一點就不是那么容易被接受。
    陽極有大信號時和陽極沒有大信號時,分別測量陰極旁路電容的DC電壓,可以觀察到偏置的變動。這種測量方法具有突出的優(yōu)點,就是可以使用普通的數(shù)字萬用表來完成。如果改在陽極處測量,則要求所用的數(shù)字萬用表,在有大幅值AC電壓存在的場合下,仍具備精確測量DC電壓的能力。
    無論信號的電平為多少,電子管的工作點都不會出現(xiàn)變動,這是最為理想的。如果電子管不會被驅(qū)動至產(chǎn)生大于1%的THD,這時,采用電阻式陰極偏置,就可以獲得很滿意的效果。但是,如果有時會被驅(qū)動至進入削波狀態(tài),就應改用其他的偏置方法。

相關技術資料
7-12直流偏置
相關IC型號
AMS813LESA
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