- •2.1 Принципиальная схема каскада усилителя переменных сигналов на транзисторе, выбор рабочей точки и расчет параметров каскада для исходного статического режима
- •Расчёт схемы в рабочем диапазоне частот.
- •2.3 Расчёт схемы в области нижних частот
- •2.4 Расчёт схемы в области высоких частот.
- •2.5 Амплитудно-частотная характеристика схемы
- •2.6 Фазочастотная характеристика схемы
- •2.7 Поступление на вход схемы последовательности прямоугольных импульсов
- •2.8 Нахождение переходной характеристики схемы h(t)
- •2.9 Получение переходной характеристики схемы h(t)
- •2.10 Построение временной диаграммы работы схемы.
- •2.11 Расчет блока питания для рассмотренного каскада схемы
2.3 Расчёт схемы в области нижних частот
Для рассмотрения работы каскада в области низких частот на рисунке 2.4 а, приведена эквивалентная схема. Сначала рассматривается влияние конденсатора С1. Для этого случая входную цепь усилительного каскада можно преобразовать к виду, представленному на рисунке 2.4 б, где многоэлементная схема действует своим сопротивлением Rвх, включенным в цепь С1.
а) б)
Рисунок 2.4
Обозначим τнCi – постоянная времени.
Соответствующие постоянные времени рассматриваемой цепи:
, (2.18)
(Ri||R5+Rн), (2.19)
||Rвыхu), где (2.20)
,
,
Анализ этих величин позволяет заключить, что > > и следовательно, < <
(2.21)
Для того чтобы количественно оценить уменьшение усиления, вводят понятие коэффициента частотных искажений , который показывает, во сколько раз коэффициент усиления в области средних частот () больше коэффициента усиления в области низших частот (). Так как в области низших частот коэффициент усиления является комплексной величиной, то под понимают его модуль. Коэффициент частотных искажений выражают в децибелах (дБ).Частотные искажения за счет емкости Ci можно определить по формуле (2.22)
(2.23)
Пусть (2.24)
Из формулы (2.23) получим:
(2.25)
Подставляя (2.24) в (2.25), с учётом того, что fн = 60 Гц, находим:
, (2.26)
, (2.27)
(2.28)
Из выражений (2.18- 2.20) находим значения конденсаторов С1 ,С2, С3:
С1= (2.29)
С2= (2.30)
С3= (2.31)
По данным, приведенным в справочнике по ряду E24, подбираются наиболее близкие значения ёмкостей. Округление происходит в большую сторону, так как необходимо обеспечить частотные искажения не больше заданных:
С1 = 8,2 пФ; С2 = 2,7 мкФ; С3 = 30 мкФ
Тогда, используя уточненные данные С1, С2, С3 получаем:
= С1(Rг + Rвх )=8,2*10‑9*900000=0,00738 (2.32)
(2.33)
(2.34)
2.4 Расчёт схемы в области высоких частот.
При рассмотрении работы каскада на полевом транзисторе в области высоких частот прежде всего рассматривается изменение входного сопротивления каскада. При возрастании частоты входного сигнала для определения входного сопротивления необходимо учитывать влияние емкости Cзи и Cзс. На рисунке 2.4, а, б, приведены эквивалентные схемы для входной части каскада ОИ в области высоких частот.
а б
Рисунок 2.4 а, б - эквивалентные схемы для каскада ОИ
в области высоких частот
При работе на высоких частотах одним из основных параметров усилительного каскада на полевом транзисторе становится входная емкость
Свх, величина которой может быть представлена в виде
(2.35)
(2.36)
(2.37)
(2.38)
После подстановки получаем:
(2.39)
(2.40)