- •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
2.5 Амплитудно-частотная характеристика схемы
Рассмотрим по отдельности низкие, средние и высокие частоты
Низкие частоты:
Так как в схеме присутствуют частотно зависимые элементы – три конденсатора, выражение для комплексного коэффициента передачи будет выглядеть следующим образом:
(2.41)
(2.42)
Логарифмический коэффициент передачи в области низких частот:
=20
(2.43)
Расчёт ЛАЧХ в области низких частот изображена на рисунке 2.5
Таблица 2.3 – ЛАЧХ в области низких частот
ω, рад/с |
1 |
10 |
102 |
103 |
104 |
105 |
106 |
107 |
,дБ |
-160 |
-100,049 |
-44,0314 |
-25,5556 |
-25,0794 |
-25,0746 |
-25,0745 |
-25,0745 |
Рисунок 2.5 – ЛАЧХ в области низких частот
Высокие частоты:
Коэффициент передачи определится следующим выражением:
(2.44)
(2.45)
Логарифмический коэффициент передачи в области высоких частот:
(2.46)
Расчёт ЛАЧХ в области высоких частот изображен на рисунке 2.6
Таблица 2.4 – ЛАЧХ в области высоких частот
ω, рад/с |
1 |
10 |
102 |
103 |
104 |
105 |
106 |
107 |
,дБ |
-24,437 |
-24,437 |
-24,437 |
-24,437 |
-24,4411 |
-24,8355 |
-34,6941 |
-54,2693 |
Рисунок 2.6 —график ЛАЧХ в области высоких частот
Итоговый график ЛАЧХ частот приведен на рисунке 2.7
Данные для построения ЛАЧХ приведены в таблице 2.5
Таблица 2.5 – данные для построения ЛАЧХ
ω, рад/c |
1 |
10 |
100 |
1000 |
10000 |
100000 |
10^6 |
10^7 |
10^8 |
|
LKu(ω),дБ |
-159,65 |
-100,04 |
-44,031 |
-25,555 |
-25,079 |
-25,074 |
-34,694 |
-54,266 |
-74,3164 |
|
10^9 |
|
|||||||||
-97,708 |
|
2.7 – ЛАЧХ для всего диапазона частот
2.6 Фазочастотная характеристика схемы
В силу наличия трёх конденсаторов (С1, С2, С3) по сравнению со средними частотами на низких частотах существует фазовый сдвиг выходного сигнала по отношению к входному (максимальный сдвиг 3π/2).
Значения ЛФЧХ в области низких частот:
Для области низких частот:
(2.47)
график ЛФЧХ в области низких частот приведен на рисунке 2.8
Данные для построения ЛФЧХ приведены в таблице 2.6
Таблица 2.6 – данные для построения ЛФЧХ в области низких частот
ω, рад/c |
1 |
10 |
100 |
1000 |
10000 |
100000 |
1000000 |
φ(ω),рад |
4,694689 |
4,535 |
3,141 |
0,549 |
0,055 |
0,0055 |
0,000558 |
Рисунок 2.8 график ЛФЧХ в области низких частот
Для области высоких частот:
(2.48)
график ЛФЧХ в области высоких частот приведен на рисунке 2.9
Данные для построения ЛФЧХ приведены в таблице 2.7
Таблица 2.7 – данные для построения ЛФЧХ в области высоких частот
ω, рад/c |
10000 |
100000 |
10^6 |
10^7 |
10^8 |
10^9 |
10^10 |
φ(ω), рад |
-0,031 |
-0,30072 |
-1,25985 |
-1,54955 |
-1,67713 |
-2,40346 |
-3,0509 |
Рисунок 2.10 график ЛФЧХ в области высоких частот
Итоговая фазочастотная характеристика изображена на рисунке 2.11
Данные для построения ФЧХ приведены в таблице 2.8
Таблица 2.8 – данные для построения ЛФЧХ
ω, рад/c |
1 |
10 |
100 |
1000 |
10000 |
100000 |
10^6 |
10^7 |
10^8 |
|||||||
φ(ω),рад |
4,69 |
4,53 |
3,14 |
0,54 |
0,0557 |
-0,30 |
-1,25 |
-1,54 |
-1,67 |
|||||||
10^9 |
10^10 |
10^11 |
10^12 |
10^13 |
10^14 |
10^15 |
|
|||||||||
-2,40346 |
-3,0509 |
-3,1325 |
-3,14068 |
-3,1415 |
-3,14158 |
-3,1415 |
|
Рисунок 2.11 – график ЛФЧХ
Рисунок 2.12 — итоговые графики ЛАЧХ и ЛФЧХ
Определяем рабочий диапазон частот (диапазон, на котором коэффициент передачи по напряжению уменьшается в раз).
Рабочий диапазон частот схемы: 850Гц – 0,3МГц.