Паразитные параметры

В многокаскадных усилителях через общие цепи питания, емкости монтажа, паразитные индуктивности могут возникать внутренние обратные связи, для которых на какой-нибудь частоте выполняется соотношение (4.18). Это приводит к ухудшению характеристик усилителя и в некоторых случаях — к его самовозбуждению. Такие обратные связи называют паразитными. Тщательный монтаж, использование развязывающих фильтров и другие меры позволяют свести к минимуму возможность возникновения цепей паразитных обратных связей.

Сопротивления Ri и R2 ( 2.25,а) в сумме образуют сопротивление нагрузки. Значение /?2 обычно равно 50 или 75 Ом. При измерении импульсных параметров учитываются паразитные индуктивности и емкости, возникающие в измерительной установке и цепи. Для

Важнейшим требованием, предъявляемым к автогенератору, является стабильность частоты генерируемых колебаний. Однако в процессе работы автогенератор подвергается различным влияниям, которые приводят к изменению его рабочей частоты. Основными причинами нестабильности частоты являются: изменения окружающей температуры, приводящие к изменению геометрических размеров-и электрических свойств деталей схемы; изменения напряжения источников питания; механическая вибрация и деформация деталей и др. Кроме того, на стабильность частоты влияют паразитные индуктивности и емкости схемы — междуэлектродные емкости усилительных элементов, изменяющиеся с изменением режима работы, индуктивности выводов электродов, емкости монтажа и т. д. Уменьшение влияния этих факторов достигается применением для изготовления деталей материалов, мало меняющих свои свойства при изменении температуры, экранировкой и герметизацией контуров, стабилизацией источников питания, рациональным монтажом и т. д. Однако этими методами нельзя обеспечить очень высокую стабильность частоты, которая часто необходима при измерениях, радиосвязи и т. п.

'Корпусы интегральных микросхем должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих их надежную эксплуатацию. Прежде всего, корпус должен обладать достаточной механической прочностью, чтобы выдерживать нагрузки, возникающие при сборке, при соединении с другими корпусами и во время эксплуатации. Стремяться выполнить его возможно меньших размеров и придать ему 'форму, позволяющую осуществлять компактную оборку. 'Конструкция корпуса должна позволять легко и надежно осуществлять электрические соединения между схемой, расположенной внутри корпуса, и другими схемами. Паразитные индуктивности и емкости, несмотря на высокую плотность проводников в корпусе, необходимо свести к минимуму. Элементы в схеме нужно надежно изолировать друг от друга и по возможности снизить тепловое сопротивление между микросхемой и окружающей средой.

При проектировании устройств, работающих на сверхвысоких частотах, в моделях учитываются распределенные параметры как самих элементов, так и их выводов. Кроме того, имеются специальные программы, в которых учитываются паразитные эффекты печатных плат: паразитные индуктивности и емкости.

Очень важно выполнить связи между электродами транзисторов как можно короче, минимизировав паразитные индуктивности монта-

В сильноточных импульсных источниках электропитания величина, а соответственно и габариты конденсатора С*, увы, получаются достаточно большими. Поэтому конструкторы шли на всевозможные ухищрения, чтобы снизить паразитные индуктивности проводов. К примеру, были разработаны специальные конденсаторы с короткими и толстыми выводами (с малой собственной индуктивностью). С появлением на рынке защитных диодов TRANSIL задача значительно упростилась. Это, конечно, не значит, что можно уже навсегда забыть про «индуктивность монтажа», но, по крайней мере, вспоминать о ней гораздо реже. Диоды TRANSIL рекомендуется вводить в схему чоппера в соответствии с 9.16.

Во-первых, очень важно обеспечить минимально возможные паразитные индуктивности при монтаже силовой части схемы, на которых и происходят скачки импульсных помех по напряжению. Монтажные проводники должны по сечению соответствовать амплитуде силового тока, но увеличение сечения ведет к росту паразитной индуктивности Ls Приведем несколько примеров влияния паразитной индуктивности схемы

Основные паразитные индуктивности силовой схемы

Для запираемых тиристоров с допустимой скоростью изменения анодного тока в несколько сотен ампер на микросекунду функцию защитного дросселя могут выполнять паразитные индуктивности монтажа. С другой стороны, нужно очень тщательно подходить к оценке параметра di/dt и выбирать необходимую скорость не только по предельно допустимой величине. Дело а том, что при превышении некоторого порога скорости все составляющие времени включения GTO начинают резко возрастать. При этом ухудшаются частотные и динамические свойства тиристора, а также растет мощность потерь в структуре. Поэтому наиболее оптимальным вариантом при включении тиристора является режим, при котором анодное напряжение снижается до уровня насыщения при относительно малом токе коллектора (10...40 А). При этом используют

незначительно в пределах 20...50 не, поскольку определяется главным образом полевыми эффектами в структуре. При данных скоростях изменения тока следует особое внимание обращать на паразитные индуктивности схемы, которые не должны превышать значения 100.. 150 нГн.

меньшие паразитные параметры, поэтому могут успешно работать на частотах до сотен МГц.

$ти схемы наряду с элементами, учитывающими главные параметры, содержат элементы, учитывающие побочные или «паразитные» параметры, обусловленные конечными размерами реальных устройств и несовершенством материалов..

При использовании .RC-фильтров ( 2.48) резистор выбирают из условия Яф=С/ф//ф = (0,05...0,5)?п//0, где ?п—ЭДС источника питания; /0 — постоянная составляющая тока. Коэффициент развязки фильтра Кфр=и„„„/?/„„„, где Uдоп—допустимая амплитуда помехи на выходе фильтра; С/пом — амплитуда помехи на входе фильтра. В этом случае емкость на выходе источника питания можно определить по формуле С^-^/К^р-\1 (со/?ф). На практике коэффициент развязки всегда меньше вычисленного, поскольку при расчете не учитываются паразитные параметры электромонтажа фильтров.

Паразитные параметры резистора. Любой резистор обладает паразитной индуктивностью и емкостью, наличие которых может изменить его полное сопротивление на высоких частотах. Для резистора прямоугольной формы (см. 12.2, а) значение паразитной индуктивности L можно вычислить по следующей приближенной формуле;

Поскольку высота воздушного столба в уровнемере может изменяться в больших пределах, построение на основе этого резонатора автоколебательной системы значительно труднее, чем в случае термометров и газоанализаторов. При больших длинах столба опасны «перескоки» на высшие гармоники, при коротких столбах сильно влияют инерция возбудителя и всякого рода паразитные параметры.

§ 1.3. Подразделение электротехнических задач на цепные и полевые. Задачи, с которыми приходится встречаться на практике, могут быть подразделены на две большие группы. Первая группа — цепные задачи — могут быть решены, используя уравнения поля, записанные в интегральной форме. В этой группе используют понятие ток, магнитный поток, электрическое и магнитное напряжения, потенциал, ЭДС, МДС (магнитодвижущая сила), резистивное, индуктивное и емкостное сопротивления. Для решения задач второй группы — полевых задач — применяют уравнения поля в дифференциальной и в интегральной формах. Цепные задачи рассматривают в I и II частях курса ТОЭ или курса теории цепей, задачи теории поля в III части курса ТОЭ. Четкой границы между двумя группами задач нет, так как любая цепная задача с увеличением частоты перерастает в полевую (все более проявляются паразитные параметры и резко возрастает излучение энергии в окружающее пространство).

На работу дифференцирующей цепи большое влияние оказывают паразитные параметры, всегда имеющиеся в реальных схемах. Наиболее существенными из них являются внутреннее сопротивление генератора (источника импульсов) и паразитные емкости. Наличие внутреннего сопротивления генератора Ли, которое включено в цепь последовательно с активным сопротивлением R, приводит к увеличению постоянной времени цепи [т' = (R + Я„) С], что увеличивает длительность выходного импульса и уменьшает его амплитуду, так как часть напряжения падает на сопротивлении Ra. Паразитные емкости С0, оказывающиеся включенными параллельно активному сопротивлению R, вызывают растягивание фронта выходного импульса, так как напряжение на емкости не может изменяться скачком. Уменьшается и амплитуда выходного импульса, так как перепад входного напряжения делится между емкостями С и С0.

Паразитные параметры теоретически оказывают влияние на работу интегрирующей цепи, но, учитывая большую постоянную времени, а следовательно, большие значения параметров R а С, это влияние играет гораздо меньшую роль, чем в дифференцирующих цепях.

В процессе наладки' схемы видна степень влияния ее паразитных параметров, не учтенных при расчетах. В отдельных случаях эти параметры могут изменить не только характеристики схемы, но и принцип ег работы (например, превратить усилитель в генератор). В этом случае необходимо провести повторный расчет с учетом паразитных параметров или новый монтаж схемы (если паразитные параметры определяются неудачным расположением деталей при монтаже).

Эта цепь в усилительное устройстве создается искусственно и разрабатывается при его проектировании или возникает самопроизвольно через паразитные параметры электронной схемы (например, монтажные емкости, индуктивности и взаимоиндуктивности цепей), а также внутренние сопротивления общих источников питания (или сигнала). Обратная связь, возникшая через паразитные параметры схемы и не предусмотренная при проектировании усилителя, называется паразитной.

электрического сопротивления, индуктивности. В лабораторной практике широ» «о используются образцовые меры — образцовые катушки сопротивления, индуктивности, а также образцовые конденсаторы. Паразитные параметры образцовых средств стремятся выполнить очень малыми. Применяются и многозначные меры — магазины сопротивлений, емкостей.