19

Министерство образования Российской Федерации

Томский межвузовский центр дистанционного образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3

по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств»

(Учебное пособие «Аналоговые электронные устройства»,

автор Красько А.С., 2000г.)

Тема работы:

Расчет параметров каскада на биполярном транзисторе с ОЭ и последовательной ООС по току.

Расчет параметров каскада на биполярном транзисторе с ОЭ и параллельной ООС по напряжению

Выполнил:

студент ТМЦДО

2005г

Содержание

1 Постановка задачи …………………………………………..……3

2 Расчетная часть …………………………………………….….….5

2.1.1 Расчет каскада с ПООСТ …………………………………..…5

2.1.2 Проверка результатов программой Electronics Workbench ...9

2.1.3 Выводы ……….…………………………………………….…12

2.2.1 Расчет каскада с ПООСТ ……………………………….……13

2.2.2 Проверка результатов программой Electronics Workbench ..16

2.2.3 Выводы ……….…………………………………………….…19

1 Постановка задачи

 Ввести в каскад с ОЭ последовательную ООС по току (ПООСТ) глубиной F=2 путем включения в цепь эмиттера резистора .

Рассчитать номинал резистора , если необходимо - уточнить номинал резистора.

 Рассчитать параметры и характеристики, указанные в работе №2, для каскада с ПООСТ.

 С помощью программы Electronics Workbench показать правильность полученных результатов расчета , АЧХ и ФЧХ каскада,и с учетом влияния ПООСТ.

 Сделать выводы о влиянии ПООСТ на параметры и характеристики каскада.

 Ввести в каскад с ОЭ параллельную ООС по напряжению (||ООСН) с помощью резистора , включенного в цепь коллектор - база БТ , исходя из условия снижения входного сопротивления каскадав два раза.

 Рассчитать параметры и характеристики, указанные в работе №2, для каскада с ||ООСН.

 С помощью программы Electronics Workbench показать правильность полученных результатов расчета , АЧХ и ФЧХ каскада,и с учетом влияния ||ООСН.

 Сделать выводы о влиянии ||ООСН на параметры и характеристики каскада.

2 Расчетная часть

2.1.1 Расчет каскада с поост

 Введем в каскад с ОЭ (используя схему и параметры элементов из Контрольных работ №1 и №2) последовательную ООС по току (ПООСТ) глубиной F=2 путем включения в цепь эмиттера резистора . Схема усилительного каскада с ПООСТ приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 Схема усилительного каскада с ПООСТ

Рассчитаем номинал резистора .

Глубина обратной связи,

.

Тогда,

Ом.

 Рассчитаем параметры и характеристики, указанные в работе №2, для каскада с ПООСТ:

 Коэффициент усиления по напряжению :

,

или в дБ

 Входное сопротивление :

Ом.

 Входную динамическую емкость :

 Выходное сопротивление :

Ом.

 Верхнюю граничную частоту усиления каскада при уровне частотных искажений, емкость нагрузки:

В области ВЧ (при С_ос=0) имеем:

,

 Рассчитаем номиналы разделительных и блокировочного конденсаторов при условии обеспечения нижней граничной частоты усиления каскада при уровне частотных искажений.

Долю частотных искажений, приходящихся на каждый конденсатор, будем считать примерно одинаковой:

.

Тогда, емкости разделительных конденсаторов равны:

.

Номинал блокировочной емкости в цепи эмиттера:

.

Требуемое значение постоянной времени для разделительных цепей усилителя определяется из следующих соотношений:

Постоянная времени цепи эмиттера для каскада с ПООСТ:

.

 Рассчитаем и построим АЧХ и ФЧХ каскада. Расчет проведем для частот, равных ,,,,и,,,,.

Определим коэффициент усиления каскада в области ВЧ по формуле

Относительный коэффициент передачи

Y_B=.

Результаты сведены в таблицу 2.1

Таблица 2.1 Данные для АЧХ и ФЧХ в области ВЧ

f, МГц	6,328	31,64	63,28	126,56	632,8
YВ	0,995	0,895	0,709	0,449	0,100
φ, град	-6	-26	-45	-63	-84

и

Коэффициент усиления каскада в области НЧ с учетом влияния отдельных конденсаторов рассчитаем по формуле:

,

Результирующий коэффициент частотных искажений на нижних частотах за счет этих конденсаторов

.

Результирующий коэффициент усиления каскада в области НЧ:

.

Относительный коэффициент передачи

Y_Н=

А фазовые искажения:

Результаты сведены в таблицу 2.2

Таблица 2.2 Данные для АЧХ и ФЧХ в области НЧ

f, кГц	0,1	0,5	1	2	10
Y нС1	0,197	0,708	0,895	0,97	1
φ, град	79	45	26	14	3
Y нС2	0,197	0,708	0,895	0,97	1
φ, град	79	45	26	14	3
Y нЭ	0,562	0,959	0,989	0,997	0,999
φ, град	56	16	8	4	1
Y Н	0,022	0,481	0,792	0,939	0,997
φ, град	101	73	45	24	5

Графики АЧХ и ФЧХ показаны на рисунках 2.2 и 2.3 соответственно, где

1 – результирующий относительный коэффициент передачи и угол сдвига по фазе,

2 - относительный коэффициент передачи и угол сдвига по фазе из-за влияния каждого разделительного конденсатора,

3 - относительный коэффициент передачи и угол сдвига по фазе из-за влияния блокировочного конденсатора.

Рисунок 2.2 Амплитудно-частотная характеристика

Рисунок 2.3 Фазочастотная характеристика

 Определим время установления и спад плоской вершины импульса, при использовании каскада для усиления идеального прямоугольного импульса длительностью .