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

29 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

19614. Комплексні роботи 20.79 KB
  Урок 17 18. Комплексні роботи 2 год. Мета уроку. Формування вмінь застосовувати набуті знання та навички в процесі різання матеріалів свердління шліфування. Виховувати акуратність та організованість під час виконання робіт. Об’єкт навчальної праці: кухонна дошка.
19615. Складання виробів. Прийоми з’єднання деталей 23.78 KB
  Урок 19. Складання виробів. Прийоми з’єднання деталей 1 год. Мета уроку. Засвоєння знань про з’єднання деталей за допомогою цвяхів клею ПВА. Формування вмінь виконувати підготовку деталей до склеювання склеювати деталі виробу. Розвивати точність. Виховувати акуратні
19616. Складання виробів. Остаточна обробка виробів з фанери 22.53 KB
  Урок 20. Складання виробів. Остаточна обробка виробів з фанери 1 год. Мета уроку. Узагальнення і систематизація знань про з’єднання деталей за допомогою цвяхів клею ПВА; удосконалення набутих умінь готувати та склеювати деталі у виріб. Виховувати акуратність та органі...
19617. Оздоблення виробів. Випалювання на деревині 26.7 KB
  Урок 21. Оздоблення виробів. Випалювання на деревині 1 год. Мета уроку. Засвоєння знань про види оздоблення виробів з фанери принцип дії приладу для випалювання на деревині; формування прийомів випалювання на деревині. Виховувати акуратність під час виконання оздоблю...
19618. Оздоблення виробів. Лакування (фарбування) виробу 38.93 KB
  Урок 22. Оздоблення виробів. Лакування фарбування виробу 1 год. Мета уроку. Формування вмінь виконувати оздоблення лакуванням та фарбуванням дерев’яних виробів. Виховувати акуратність та організованість виконавчу дисципліну. Об’єкт навчальної праці: кухонна поли...
19619. Оцінка об’єкта і процесу технологічної діяльності 27.8 KB
  Урок 23. Оцінка об’єкта і процесу технологічної діяльності 1 год. Мета уроку. Засвоєння знань про витрати на виготовлення виробу. Формування умінь розраховувати витрати матеріалів на виконання виробу. Розвивати мислення. Виховувати бережливе ставлення до матеріаль
19620. Електрична енергія в господарстві держави і в побуті. Електричне коло 26.67 KB
  Урок 24. Електрична енергія в господарстві держави і в побуті. Електричне коло 1 год. Мета уроку. Засвоєння знань про електричне коло джерело струму з’єднувальні проводи споживач електромонтажні інструменти. Сприяти розвитку інтересів до електротехнічних робіт. О...
19621. ПРИКЛАДНЕ ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ. ПАКЕТ ПРИКЛАДНИХ ПРОГРАМ MICROSOFT OFFICE 51.5 KB
  Прикладне програмне забезпечення (ППЗ) - призначене для розробки і виконання на ПК практичних задач користувача. Прикладне програмне забезпечення працює під управлінням системного ПЗ, передусім операційних систем
19622. Будова і призначення електричної арматури. Проста електрична схема 36.43 KB
  Урок 26. Будова і призначення електричної арматури. Проста електрична схема 1 год. Мета уроку. Засвоєння знань про електричну арматуру ламповий патрон вимикач штепсельне з’єднання просту електричну схему. Формування вмінь виконувати найпростішу електричну схему.