43085

Расчет частотных характеристик усилительных каскадов

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Расчет частотных характеристик усилительных каскадов После расчета всех каскадов на средних частотах необходимо рассчитать полосу пропускания каждого из них. Его можно рассчитать по формуле: где каждый из коэффициентов это коэффициент усиления каждого отдельного каскада с учетом передачи входной цепи. Поэтому для расчета полосы пропускания всего усилителя необходимо рассчитать полосу пропускания каждого. 102 Если перед ЭП стоит усилительный каскад то справедливы...

Русский

2013-11-04

880 KB

30 чел.

10. Расчет частотных характеристик усилительных каскадов

После расчета всех каскадов на средних частотах необходимо рассчитать полосу пропускания каждого из них. Пусть усилитель состоит из пяти каскадов. Введем обозначение,  - суммарный сквозной коэффициент усиления по напряжению  усилителя. Его можно рассчитать по формуле:

,

где каждый из коэффициентов - это коэффициент усиления каждого отдельного каскада  с учетом передачи входной цепи.  Очевидно, что полоса пропускания всего усилителя будет определяться самым узкополосным усилителем. Поэтому для расчета полосы пропускания всего усилителя необходимо рассчитать полосу пропускания каждого.

10.1. Расчет эмиттерного повторителя (ОК) на высоких частотах

Схема эмиттерного повторителя (ЭП) или каскада с общим коллектором (ОК) показана на рис.6.1. Для расчета коэффициента усиления на высоких частотах необходимо воспользоваться полной эквивалентной ЭП с учетом эквивалентной схемы транзистора на высоких частотах. На рис.10.1. изображена схема выходного ЭП.

Рис.10.1. Эквивалентная схема выходного ЭП

на высоких частотах

Коэффициент усиления выходного ЭП можно найти по формуле:

  (10.1)

             

где - это коэффициент передачи входной цепи.

,                                (10-2)

Если перед ЭП стоит усилительный каскад, то  справедливы следующие формулы:

,                         (10-3)

            (10-4)

                                (10-5)

                              (10-6)

Для инженерных оценок можно рассчитать верхнюю частоту полосы пропускания ЭП по формуле:

  .                            (10-7)

Это частота, на которой  уменьшается в величину  раз по сравнению с коэффициентом передачи на средних частотах

Рис.10.2. Зависимость от частоты


10.2. Расчет предвыходного усилительного каскада

на высоких частотах

Схема предвыходного усилителя (УС) с  заменой БТ эквивалентной схемой, показана на рис.10.3

Рис.10.3. Эквивалентная схема предвыходного (2-го) усилителя на высоких частотах.

Из теории известно, что полоса пропускания такого усилителя определяется полосой пропускания входной цепи. Поэтому в диапазоне рабочих  частот справедлива следующая формула

,        (10-8)

где В2 – это  верхняя частота полосы пропускания второго каскада,

, (10-9)

                                (10-10)

             (10-11)

                            (10-12)

Для этого каскада . Если предыдущий каскад – эмиттерный повторитель, у которого выходное сопротивление очень мало, то , если же предыдущий каскад – усилительный, то  сопротивление генератора второго каскада вычисляется по формуле (10-3).

Рассчитав и  по  (10-12), мы получим оценку полосы пропускания каждого из каскадов на высоких частотах.

Расчеты показывают, что усилительный каскад  имеет  много меньше (для ЭП1).

Таким образом, полоса пропускания всего усилителя, в нашем случае, будет определяться верхней частотой  .

Рис.10.4.  Зависимости  и  от частоты

Подобным образом (с учетом выходных сопротивлений предыдущих каскадов) рассчитываются верхние частоты полосы пропускания каждого каскада. Очевидно, что наименьшая из них и будет определять полосу пропускания всего усилителя.

Порядок расчета верхней частоты усиления любого ЭП:

  1.  Уточнить какой каскад находится перед ЭП.

Если  перед ЭП находится усилитель, то для расчета Rgi – воспользоваться формулой (10-3), где i – номер каскада.

  1.  Рассчитать СДi и Скi.
  2.  Рассчитать rbxi и Сbxi по формулам (10-5), (10-6).
  3.  Рассчитать fВi по формуле (10.7).
  4.  Построить АЧХ каскада, пользуясь соотношением:

,                             (10-13)

где К0i – коэффициент усиления ЭП на средних частотах.

Порядок расчета верхней частоты полосы усиления

любого усилителя

  1.  Уточнить какой каскад находится перед усилителем (УС).

Если  перед УС  находится ЭП, то Rgi = rбi, где i – номер каскада.

  1.  Рассчитать СДi и Скi.
  2.  Рассчитать rbxi и Сbxi по формулам (10-10), (10-11).
  3.  Рассчитать fВi по формуле (10-12).
  4.  Построить АЧХ каскада, пользуясь соотношением:

,                             (10-14)

где К0i – коэффициент усиления УС на средних частотах.

Если перед УС стоит тоже усилитель, то для расчета Rgi воспользоваться формулой (10-3) и продолжить расчет по (10-10) – (10-12).

11. Расчет разделительных емкостей на входе СР1 и на выходе СРН усилительного каскада

Конденсаторы СР1 и СРН рассчитываются из условия обеспечения нижней частоты fmin полосы пропускания усилителя. СР1 и СРН рассчитываются так, чтобы при перемножении коэффициентов передачи входной и выходной цепей на частоте fmin общий коэффициент передачи КВХВЫХ=0.707.

Коэффициент передачи входной цепи можно рассчитать по формуле

                      (11-1)

На fmin этот коэффициент должен быть равен

  ,    (11-2)

где n – число каскадов.

Коэффициент передачи выходной цепи можно рассчитать по формуле

 .             (11-3)

На fmin этот коэффициент должен быть равен

.     (11-4)  

Выходное сопротивление эмиттерного повторителя значительно меньше сопротивления нагрузки RН, поэтому им можно пренебречь.

С учетом формул (11-2) и (11-4) СР1 и СРН можно рассчитать по формулам:

                                (11-5)

   .                                       (11-6)

После расчета СР1 и СРН  рассчитать АЧХ всего усилителя. Показать на графике полосу усиления.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66112. ПОНЯТИЕ И ВИДЫ ПРЕКРАЩЕНИЯ ПРАВА СОБСТВЕННОСТИ 64.5 KB
  Право собственности наиболее широкое и устойчивое вещное право. Поэтому одна из важнейших задач правовой системы охрана и защита существующих отношений собственности. Однако одной защиты отношений собственности явно недостаточно. Мозолина который выделяет еще два элемента правовых гарантий относящихся к собственности...
66113. ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ФИНАНСОВОЙ ПОЛИТИКИ В СФЕРЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 80 KB
  Политика реализуется в рамках политической системы и через политическую систему. Так предметами ведения государственной политики в области образования и науки выступают организации составляющие образовательную систему и научные организации...
66114. ИНВЕСТИЦИОННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ГОСУДАРСТВА В БЮДЖЕТНОЙ СФЕРЕ В УСЛОВИЯХ ФИНАНСОВОЙ РЕФОРМЫ 75.5 KB
  В правительственных источниках в частности в постановлениях и распоряжениях Правительства Российской Федерации о необходимости улучшения инвестиционного климата и расширения объемов привлекаемых иностранных инвестиций называются более весомые...
66115. ТЕОРЕТИКО-ПРАВОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЮРИДИЧЕСКОГО КОНФЛИКТА 88 KB
  Научные представления о природе, структуре и содержании конфликтов в правовой сфере прошли сложный эволюционный путь. При этом основным, несомненно, был вопрос о соотношении категорий правового и социального, с одной стороны...
66116. МЕСТО И РОЛЬ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ СОЮЗОВ В СИСТЕМЕ ИНСТИТУТОВ ГРАЖДАНСКОГО ОБЩЕСТВА 105.5 KB
  Одно из наиболее значимых последствий реализации либеральной концепции государства идея гражданского общества основанная на представлениях о естественных неотъемлемых правах человека и ответственности государства за обеспечение этих прав.
66117. ЕЩЕ РАЗ О ПРИРОДЕ ЧЕЛОВЕКА И ЕЕ ЗНАЧЕНИИ ДЛЯ КРИМИНОЛОГИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ 101 KB
  Считается что человек это разумное животное. Это означает по мнению Мигеля де Унамуно что суть всякого человека в этом самом усилии продолжать существовать в стремлении не умирать. Более всего от этого пострадали психология и криминология позитивистский анализ заслонил...
66118. СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ПРОФСОЮЗНОГО ДВИЖЕНИЯ В РОССИИ И В МИРЕ 130.5 KB
  Изучение исторического опыта международного профессионального движения обогащает знания о целях и задачах профсоюзов основных направлениях и методах их деятельности помогает занять правильную позицию во взаимоотношениях с работодателями и государством.
66119. ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ И СИСТЕМЫ ПРАВЛЕНИЯ НА ПОЛОЖЕНИЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬНОГО ОРГАНА В КОНСТИТУЦИОННОМ МЕХАНИЗМЕ ЯПОНИИ И В МИРЕ 95.5 KB
  В то же время сама структура Основного Закона соподчиненность его частей многие закрепленные институты статус Парламента и Правительства весьма похожи на соответствующие элементы европейских актов. Дальнейшее рассмотрение конституционной власти а также конституционно-правового статуса парламента...
66120. ПОНЯТИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ГАРАНТИЙ ПРАВ И СВОБОД ЧЕЛОВЕКА И ГРАЖДАНИНА В РОССИИ 81 KB
  В правовом положении личности все составляющие ее элементы не только тесно связаны между собой взаимно дополняют друг друга но каждый из них имеет свое назначение сущность выполняет определенную функцию. Это на взгляд автора в полной мере относится к гарантиям прав человека и гражданина...