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

9927. Обеспечение высокой доступности 90 KB
  Обеспечение высокой доступности Рассматриваются два вида средств поддержания высокой доступности: обеспечение отказоустойчивости (нейтрализация отказов, живучесть) и обеспечение безопасного и быстрого восстановления после отказов (обслуживаемость). ...
9928. Протоколирование и аудит, шифрование, контроль целостности 109.5 KB
  Протоколирование и аудит, шифрование, контроль целостности Описываются протоколирование и аудит, а также криптографические методы защиты. Показывается их место в общей архитектуре безопасности. Протоколирование и аудит Основные понятия Под протоколи...
9929. Криптографические основы безопасности. Основные понятия и определения 142.5 KB
  Криптографические основы безопасности Введение: Даются основные понятия и определения, относящиеся к информационной безопасности: атаки, уязвимости, политика безопасности, механизмы и сервисы безопасности приводится классификация атак рассматриваю...
9930. Сохранность и защита программных систем 6.23 MB
  Сохранность и защита программных систем Цели защиты информации. Теоретические основы компьютерной безопасности. Требования, предъявляемые к обеспечению безопасности информационных технологий. Организационно-правовое обеспечение информационной...
9931. Средства и методы защиты операционных систем 584.5 KB
  Средства и методы защиты операционных систем Технические средства и методы защиты информации. Криптографические методы защиты информации. Программно-аппаратные средства обеспечения информационной безопасности Наши бастионы. Обзор программных...
9932. Безопасность операционных систем. Классификация программных продуктов 4.84 MB
  Безопасность операционных систем Общая характеристика операционных систем назначение и возможности. Организация управления доступом и защиты ресурсов ОС основные механизмы безопасности. Генерация, настройка, измерение производительности и модифика...
9933. Информационная безопасность при использовании ОС Windows 98 447 KB
  Информационная безопасность при использовании ОС Windows 98 Архитектура подсистемы безопасности, базовая настройка подсистемы безопасности. Обеспечение безопасности в Windows 98 В этом разделе сперва рассмотрим три важных типа защиты сист...
9934. Безопасность сетевых технологий. История развития вычислительных сетей. 3.07 MB
  Безопасность сетевых технологий Компоненты сети и принципы построения. Локальные и глобальные сети. Характеристики сетевых операционных систем. Модель взаимодействия открытых систем OSI. Реализация сетевого взаимодействия средствами комму...
9935. Информационная безопасность при использовании ОС Windows NT 297.5 KB
  Информационная безопасность при использовании ОС WindowsNT Архитектура ОС и области применения, архитектура и настройка сетевой подсистемы, архитектура подсистемы безопасности, базовая настройка подсистемы безопасности. Проблема ком...