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

26019. Общее понятие СМО. Основные составляющие модели 32.32 KB
  Система массового обслуживания СМО система которая производит обслуживание поступающих в нее требований. В зависимости от наличия возможности ожидания поступающими требованиями начала обслуживания СМО подразделяются на: системы с потерями в которых требования не нашедшие в момент поступления ни одного свободного прибора теряются; системы с ожиданием в которых имеется накопитель бесконечной ёмкости для буферизации поступивших требований при этом ожидающие требования образуют очередь; системы с накопителем конечной емкости...
26020. Классификация СМО 34.33 KB
  Эти ограничения могут касаться длины очереди числа заявок одновременно находящихся в очереди времени пребывания заявки в очереди после какогото срока пребывания в очереди заявка покидает очередь и уходит общего времени пребывания заявки в СМО и т. Например для СМО с отказами одной из важнейших характеристик ее продуктивности является так называемая абсолютная пропускная способность среднее число заявок которое может обслужить система за единицу времени. Наряду с абсолютной часто рассматривается относительная пропускная способность...
26021. Понятие систем обслуживания. Классификация 15.7 KB
  При исследовании операций очень часто приходиться сталкиваться с анализом работы своеобразных систем называемых системами массового обслуживания СМО. Каждая СМО состоит из какогото числа обслуживающих единиц которые называются каналами обслуживания. Всякая СМО предназначена для обслуживания какогото потока заявок поступающих в какието случайные моменты времени. Случайный характер потока заявок и времен обслуживания приводит к тому что в какието периоды времени на входе СМО скапливается излишне большое число заявок они либо...
26022. Понятие дисциплины обслуживания. Классификация 15.64 KB
  Понятие дисциплины обслуживания. Дисциплины постановки в очередь и выбора из нее определяют порядок постановки требований в очередь если заняты устройства обслуживания и порядок выбора из очереди если освобождается обслуживающее устройство. Правила обслуживания характеризуются длительностью обслуживания распределением времени обслуживания количеством требований которые обслуживаются одновременно и дисциплиной обслуживания. Время обслуживания бывает детерминированным или заданным вероятностным законом распределения.
26023. Понятие очереди. Классификация 50.44 KB
  Понятие очереди. Очереди характеризуются правилами стояния в очереди дисциплиной обслуживания количеством мест в очереди сколько клиентов максимум может находиться в очереди структурой очереди связь между местами в очереди. Бывают ограниченные и неограниченные очереди. Это такие системы в которых на пребывание заявки в очереди накладываются некоторые ограничения.
26024. Приоритеты. Понятия, определения, классификация 29.37 KB
  Если требование в процессе обслуживания может быть удалено из канала и возвращено в очередь либо вовсе покидает СМО при поступлении требования с более высоким приоритетом то система работает с абсолютным приоритетом. На систему обслуживания имеющую один канал обслуживания поступает пуассоновский поток заявок с интенсивностью λ. Время обслуживания заявки τ случайная величина распределенная по показательному закону с параметром . Окончание обслуживания можно рассматривать как появление на выходе системы обслуженной заявки.
26025. Тензометрия 246 KB
  Тензометрия (от лат tensus — напряжённый и греч. metron — мера) — способ измерения напряжённо-деформированного состояния конструкции. Базируется на определении напряжений и деформаций в наружных слоях детали. Прибор для измерения этих параметров называется тензометром; обычно основным элементом такого прибора является тензодатчик
26026. Основные направления реформы государственной службы Российской Федерации 42.5 KB
  Под реформой государственной службы ГС следует понимать осуществление целенаправленных преобразований результатом которых является постепенное формирование новой системы ГС либо появление у существующей системы новых качеств черт или существенных признаков. N 261 федеральная программа Реформированиеи развитие системы государственной службыРоссийской Федерации 2009 2013 годы Государственные заказчики мероприятий Программы: Министерство экономического развития Российской Федерации Министерство внутренних дел Российской Федерации...
26027. Федеральный закон «О системе государственной службы Российской Федерации»: общая характеристика и значение 64 KB
  N 25ФЗ О муниципальной службе в РФ Глава 4. На муниципальную службу вправе поступать граждане достигшие возраста 18 лет владеющие государственным языком Российской Федерации и соответствующие квалификационным требованиям установленным в соответствии с настоящим Федеральным законом для замещения должностей муниципальной службы при отсутствии обстоятельств указанных в статье 13 настоящего Федерального закона в качестве ограничений связанных с муниципальной службой. При поступлении на муниципальную службу гражданин представляет: 1...