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

33 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

10923. Оцінка результатів проектної діяльності. Тематичне оцінювання. Аналіз допущених помилок 51.5 KB
  Тема: Оцінка результатів проектної діяльності. Тематичне оцінювання. Аналіз допущених помилок. Мета уроку: Засвоєння знань про оцінку виробу його відповідність технічному малюнку. Формування вмінь користуватися вимірювальними пристроями. Розвивати увагу уяву світ...
10924. Проектування та виготовлення виробів з тонколистового металу або дроту. Проектна робота 57.5 KB
  Тема уроку: Проектування та виготовлення виробів з тонколистового металу або дроту. Проектна робота. Демонстрація готових проектів. Пошук необхідної інформації для проекту в інформаційних джерелах. Складання ескізу. Мета уроку: Формування умінь розробки нових ідей д
10925. Еволюція знарядь праці. Машина як вид техніки. Призначення та використання машин 41.5 KB
  Тема уроку: Еволюція знарядь праці. Машина як вид техніки. Призначення та використання машин. Мета: Навчальна: поглибити знання з техніки і машин технічні відомості машин та механізмів формувати уміння визначати окремі механізми машин. Виховна: виховати відповідне с...
10926. Методи проектування (метод комбінування). Планування роботи з проектування та виготовлення виробу 49.5 KB
  Тема уроку: Методи проектування метод комбінування. Планування роботи з проектування та виготовлення виробу. Мета уроку: Формування умінь необхідних для роботи з технічною літературою з метою пошуку зразків виробів аналізу та копіювання їх а також виявлення найкр
10927. Поняття про механізми 46.5 KB
  Тема 3:Поняття про механізми. Мета: Навчальна: сформувати знання вміння та навички повязані по даній темі. Виховна: виховувати в учнів бережливе ставлення до чужої праці. Естетичне сприймання предметів культуру праці. Розвиваюча: розвивати у школярів спеціальні...
10928. Зєднання деталей виробу. Види зєнань з листового металу 46 KB
  Тема уроку: Зєднання деталей виробу. Види зєнань з листового металу. Практична робота: виготовлення проектної роботи.. Мета: ознайомити з прийомами гнуття листового металу прийомами та способами зєднання за допомогою заклепок та фальцевого шва; виховувати бережли...
10929. Проектна робота. Складання ескізу та креслення виробу. Технічне конструювання 42 KB
  Тема: Проектна робота. Складання ескізу та креслення виробу. Технічне конструювання. Мета: ознайомити учнів з правилами виконання креслення в системі прямокутних проекцій; навчити виконувати креслення на дві взаємно перпендикулярні площини проеціювання на дві пл
10930. Прийоми різання дроту кусачками. Інструмент і пристрої для вирівнювання та гнуття дроту 40.5 KB
  Тема уроку: Прийоми різання дроту кусачками. Інструмент і пристрої для вирівнювання та гнуття дроту. Мета заняття: Навчальна: Забезпечити засвоєння прийомів вирівнювання вимірювання та розмічання заготовок з дроту різання дроту кусачками виготовлення виробів
10931. Розмічання за шаблоном, площинне розмічання 44 KB
  Тема уроку: Розмічання за шаблоном площинне розмічання Мета уроку: 1 .Сформувати знання у учнів про розмічання плоских виробів з деревини; 2. Ознайомити учнів з призначенням і будовою розмічального інструменту; 3. Сформувати у учнів вміння і навички при виконанні п...