Реферат: Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах

РАСЧЕТ КОРРЕКТИРУЮЩИХ ЦЕПЕЙ ШИРОКОПОЛОСНЫХУСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Цель работы – получение законченных аналитических выраженийдля расчета коэффициента усиления, полосы пропускания и значений элементовкорректирующих цепей наиболее известных и эффективных схемных решенийпостроения усилительных каскадов на биполярных транзисторах (БТ). Основныерезультаты работы – вывод и представление в удобном для проектирования видерасчетных соотношений для усилительных каскадов с простой индуктивной иистоковой коррекциями, с четырехполюсными диссипативными межкаскаднымикорректирующими цепями четвертого порядков, для входной и выходнойкорректирующих цепей. Для всех схемных решений построения усилительных каскадовна БТ приведены примеры расчета.

ВВЕДЕНИЕ

Втеории усилителей нет достаточно обоснованных доказательств преимущества использованиятого либо иного схемного решения при разработке конкретного усилительногоустройства. В этой связи проектирование широкополосных усилителей во многом основанона интуиции и опыте разработчика. При этом, разные разработчики, чаще всего,по-разному решают поставленные перед ними задачи, достигая требуемых результатов.Данная работа предназначена для начинающих разработчиков широкополосныхусилителей и содержит: наиболее известные и эффективные схемные решенияпостроения широкополосных усилительных каскадов на БТ; соотношения для ихрасчета по заданным требованиям; примеры расчета. Поскольку, как правило, широкополосныеусилители работают в стандартном 50 либо 75-омном тракте, соотношения для расчетаданы исходя из условий, что оконечные каскады усилителей работают на чисторезистивную нагрузку, а входные каскады усилителей работают от чисторезистивного сопротивления генератора.

1

ИСХОДНЫЕДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

В соответствии с [1, 2, 3], приведенные ниже соотношения длярасчета усилительных каскадов основаны на использовании эквивалентной схемызамещения транзистора приведенной на рисунке 1.1, либо на использовании егооднонаправленной модели [2, 3] приведенной на рисунке 1.2.

Рисунок 1.1- Эквивалентная схема Джиаколетто

Рисунок 1.2 — Однонаправленная модель

Значенияэлементов схемы Джиаколетто могут быть рассчитаны по паспортным даннымтранзистора по следующим формулам [1]:

где<img src="/cache/referats/3815/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1056"> — емкостьколлекторного перехода; <img src="/cache/referats/3815/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1034"> — постоянная временицепи обратной связи; <img src="/cache/referats/3815/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1035"> — статическийкоэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером; <img src="/cache/referats/3815/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1057"> — граничная частота коэффициентапередачи тока в схеме с общим эмиттером; <img src="/cache/referats/3815/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1036"> — ток эмиттера врабочей точке в миллиамперах.

Всправочной литературе значения <img src="/cache/referats/3815/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1037"> и <img src="/cache/referats/3815/image033.gif" v:shapes="_x0000_i1058"> часто приводятсяизмеренными при различных значениях напряжения коллектор-эмиттер <img src="/cache/referats/3815/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1059"><img src="/cache/referats/3815/image037.gif" v:shapes="_x0000_i1060"> значение <img src="/cache/referats/3815/image033.gif" v:shapes="_x0000_i1061"> следует пересчитать поформуле [1]

где <img src="/cache/referats/3815/image041.gif" v:shapes="_x0000_i1039"> — напряжение <img src="/cache/referats/3815/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1062"><img src="/cache/referats/3815/image033.gif" v:shapes="_x0000_i1063"><img src="/cache/referats/3815/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1040"> — напряжение <img src="/cache/referats/3815/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1064"><img src="/cache/referats/3815/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1065">

Поскольку<img src="/cache/referats/3815/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1066"> и <img src="/cache/referats/3815/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1067"> оказываются многоменьше проводимости нагрузки усилительных каскадов, в расчетах они обычно неучитываются.

Элементысхемы замещения приведенной на рисунке 1.2 могут быть рассчитаны по следующимэмпирическим формулам [4]:

где <img src="/cache/referats/3815/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1045"> — индуктивность выводабазы; <img src="/cache/referats/3815/image062.gif" v:shapes="_x0000_i1046"> — индуктивность выводаэмиттера; <img src="/cache/referats/3815/image064.gif" v:shapes="_x0000_i1047"> — предельное значениенапряжения <img src="/cache/referats/3815/image066.gif" v:shapes="_x0000_i1068"><img src="/cache/referats/3815/image068.gif" v:shapes="_x0000_i1048"> — предельное значениепостоянного тока коллектора.

Прирасчетах по эквивалентной схеме, приведенной на рисунке 1.2, вместо <img src="/cache/referats/3815/image070.gif" v:shapes="_x0000_i1049"> используют параметр <img src="/cache/referats/3815/image072.gif" v:shapes="_x0000_i1050"> — коэффициент усилениятранзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования [2], равный:

<img src="/cache/referats/3815/image072.gif" v:shapes="_x0000_i1051"><img src="/cache/referats/3815/image074.gif" v:shapes="_x0000_i1052"> (1.1)

где <img src="/cache/referats/3815/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1053"> — частота, на которойкоэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннегосогласования равен единице; <img src="/cache/referats/3815/image078.gif" v:shapes="_x0000_i1069"> — текущая частота.

2 РАСЧЕТНЕКОРРЕКТИРОВАННОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

2.1ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД

Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 1.3,где <img src="/cache/referats/3815/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1087"> — сопротивление нагрузки;<img src="/cache/referats/3815/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1088"> — сопротивление в цепиколлектора.

Рисунок 2.1- Схема оконечного некорректированного каскада.

При отсутствии реактивности нагрузки, полоса пропускания каскадаопределяется параметрами транзистора. В соответствии с [1] коэффициент усилениякаскада в области верхних частот можно описать выражением:

где <img src="/cache/referats/3815/image088.gif" v:shapes="_x0000_i1071"> (1.2)

<img src="/cache/referats/3815/image090.gif" v:shapes="_x0000_i1072"> (1.3)

<img src="/cache/referats/3815/image092.gif" v:shapes="_x0000_i1090">; (1.4)

<img src="/cache/referats/3815/image094.gif" v:shapes="_x0000_i1073">; (1.5)

Призаданном уровне частотных искажений

верхняя частота <img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1091"> полосы пропусканиякаскада равна:

<img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1092"><img src="/cache/referats/3815/image104.gif" v:shapes="_x0000_i1077"> (1.6)

Входноесопротивление каскада может быть аппроксимировано параллельной RCцепью [1]:

<img src="/cache/referats/3815/image106.gif" v:shapes="_x0000_i1078">; (1.7)

<img src="/cache/referats/3815/image108.gif" v:shapes="_x0000_i1093">=<img src="/cache/referats/3815/image110.gif" v:shapes="_x0000_i1094"> (1.8)

Пример 1.1.Рассчитать<img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1095"><img src="/cache/referats/3815/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1096">, <img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1097"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1098"> каскада, приведенногона рисунке 1.3 при использовании транзистора КТ610А (<img src="/cache/referats/3815/image116.gif" v:shapes="_x0000_i1099"><img src="/cache/referats/3815/image118.gif" v:shapes="_x0000_i1100"><img src="/cache/referats/3815/image120.gif" v:shapes="_x0000_i1101">=0,0083 Сим, <img src="/cache/referats/3815/image122.gif" v:shapes="_x0000_i1102"><img src="/cache/referats/3815/image124.gif" v:shapes="_x0000_i1103"><img src="/cache/referats/3815/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1104"><img src="/cache/referats/3815/image126.gif" v:shapes="_x0000_i1079"><img src="/cache/referats/3815/image128.gif" v:shapes="_x0000_i1080"><img src="/cache/referats/3815/image130.gif" v:shapes="_x0000_i1081"><img src="/cache/referats/3815/image132.gif" v:shapes="_x0000_i1082"><img src="/cache/referats/3815/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1105"><img src="/cache/referats/3815/image134.gif" v:shapes="_x0000_i1106"><img src="/cache/referats/3815/image136.gif" v:shapes="_x0000_i1083">

Решение.Поизвестным <img src="/cache/referats/3815/image136.gif" v:shapes="_x0000_i1084"> и <img src="/cache/referats/3815/image128.gif" v:shapes="_x0000_i1085"> в соответствии с (1.2)имеем <img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1107"><img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1108"> находим <img src="/cache/referats/3815/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1109">=13,3 Ом. По формуле (1.3) найдем <img src="/cache/referats/3815/image140.gif" v:shapes="_x0000_i1110">×

10-9с.Подставляя известные <img src="/cache/referats/3815/image134.gif" v:shapes="_x0000_i1111"> и <img src="/cache/referats/3815/image140.gif" v:shapes="_x0000_i1112"> в соотношение (1.6)получим <img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1113"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1114">=196 пФ, <img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1115">

2.2ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КАСКАД

Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 1.4,где <img src="/cache/referats/3815/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1127"> — сопротивление в цепи коллектора; <img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1128"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1129"> — входное сопротивление и входная емкость нагружающего каскада.

Рисунок 2.2 — Схема промежуточного некорректированногокаскада.

В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в областиверхних частот описывается выражением:

где <img src="/cache/referats/3815/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1117"><img src="/cache/referats/3815/image128.gif" v:shapes="_x0000_i1118">×

<img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1130"> (1.9)

<img src="/cache/referats/3815/image148.gif" v:shapes="_x0000_i1119"> (1.10)

<img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1131"><img src="/cache/referats/3815/image150.gif" v:shapes="_x0000_i1132"> (1.11)

Значения <img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1133"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1134"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1135"> каскада рассчитываютсяпо формулам (1.6), (1.7), (1.8).

Пример 2.Рассчитать<img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1136"><img src="/cache/referats/3815/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1137">, <img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1138"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1139"> каскада приведенногона рисунке 1.4 при использовании транзистора КТ610А (данные транзистораприведены в примере 1.1) и условий <img src="/cache/referats/3815/image134.gif" v:shapes="_x0000_i1140"><img src="/cache/referats/3815/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1120"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1141"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1142"> — из примера 1.

Решение.Поизвестным <img src="/cache/referats/3815/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1121"> и <img src="/cache/referats/3815/image128.gif" v:shapes="_x0000_i1122"> из (1.9) получим <img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1143"><img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1144"> из (1.11) найдем <img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1145"><img src="/cache/referats/3815/image140.gif" v:shapes="_x0000_i1146">×

10-9с. Подставляя известные <img src="/cache/referats/3815/image134.gif" v:shapes="_x0000_i1147"><img src="/cache/referats/3815/image140.gif" v:shapes="_x0000_i1148"> в соотношение (1.6)получим <img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1149"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1150"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1151">=196 пФ.

3 РАСЧЕТКАСКАДА С ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ИНДУКТИВНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ

3.1ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД

Схемакаскада по переменному току приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 — Схема оконечного каскада с высокочастотнойиндуктивной коррекцией.

При отсутствии реактивности нагрузки высокочастотная (ВЧ)индуктивная коррекция вводится для коррекции искажений АЧХ вносимыхтранзистором. В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в областиверхних частот, при оптимальном значении <img src="/cache/referats/3815/image155.gif" v:shapes="_x0000_i1152">

<img src="/cache/referats/3815/image157.gif" v:shapes="_x0000_i1167"> (1.12)

описывается выражением

где <img src="/cache/referats/3815/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1125"><img src="/cache/referats/3815/image128.gif" v:shapes="_x0000_i1126">×

<img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1168"> (1.13)

<img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1169"><img src="/cache/referats/3815/image163.gif" v:shapes="_x0000_i1170"> 1.14)

<img src="/cache/referats/3815/image165.gif" v:shapes="_x0000_i1171"><img src="/cache/referats/3815/image167.gif" v:shapes="_x0000_i1172"> (1.15)

<img src="/cache/referats/3815/image090.gif" v:shapes="_x0000_i1153"> (1.16)

Призаданном <img src="/cache/referats/3815/image134.gif" v:shapes="_x0000_i1174"><img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1175"> каскада равна:

<img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1176"> =<img src="/cache/referats/3815/image173.gif" v:shapes="_x0000_i1155">. (1.17)

Значения <img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1177"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1178"> каскада рассчитываютсяпо формулам (1.7), (1.8).

Пример 3 Рассчитать <img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1179"><img src="/cache/referats/3815/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1180"><img src="/cache/referats/3815/image155.gif" v:shapes="_x0000_i1181"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1182"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1183"> каскада с ВЧ индуктивнойкоррекцией, схема которого приведена на рисунке 3.1, при использованиитранзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 1) и условий <img src="/cache/referats/3815/image134.gif" v:shapes="_x0000_i1184"><img src="/cache/referats/3815/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1156"><img src="/cache/referats/3815/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1185">

Решение.Поизвестным <img src="/cache/referats/3815/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1157"> и <img src="/cache/referats/3815/image128.gif" v:shapes="_x0000_i1158"> из (1.13) получим <img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1186"><img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1187"> из (1.14) найдем <img src="/cache/referats/3815/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1188"> <img src="/cache/referats/3815/image165.gif" v:shapes="_x0000_i1189"> по (1.16) и подставляяв (1.12) получим <img src="/cache/referats/3815/image155.gif" v:shapes="_x0000_i1190">×

10-9Гн. Определяя tкпо (1.15)и подставляя в (1.17) определим <img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1191"> <img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1192"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1193">

3.2ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КАСКАД

Схемакаскада по переменному току приведена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2- Схема промежуточного каскада с высокочастотной индуктивной коррекцией

В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в областиверхних частот, при оптимальном значении <img src="/cache/referats/3815/image155.gif" v:shapes="_x0000_i1194"> равном

<img src="/cache/referats/3815/image155.gif" v:shapes="_x0000_i1195">=<img src="/cache/referats/3815/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1196">×

<img src="/cache/referats/3815/image180.gif" v:shapes="_x0000_i1160"> (1.18)

определяетсявыражением:

где <img src="/cache/referats/3815/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1162"><img src="/cache/referats/3815/image128.gif" v:shapes="_x0000_i1163">×

<img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1197"> (1.19)

<img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1198"> =<img src="/cache/referats/3815/image186.gif" v:shapes="_x0000_i1164"> (1.20)

<img src="/cache/referats/3815/image165.gif" v:shapes="_x0000_i1212"><img src="/cache/referats/3815/image188.gif" v:shapes="_x0000_i1213"> (1.21)

<img src="/cache/referats/3815/image190.gif" v:shapes="_x0000_i1214"><img src="/cache/referats/3815/image192.gif" v:shapes="_x0000_i1165"> (1.22)

<img src="/cache/referats/3815/image170.gif" v:shapes="_x0000_i1215"> и <img src="/cache/referats/3815/image128.gif" v:shapes="_x0000_i1166"> определяютсявыражениями (1.4), (1.5). Значения <img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1216"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1217"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1218"> каскада рассчитываютсяпо формулам (1.17), (1.7), (1.8).

Пример 4.Рассчитать<img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1219"><img src="/cache/referats/3815/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1220"><img src="/cache/referats/3815/image155.gif" v:shapes="_x0000_i1221"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1222"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1223"> каскада с ВЧ индуктивнойкоррекцией, схема которого приведена на рисунке 3.2, при использованиитранзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 1.1) и условий: <img src="/cache/referats/3815/image134.gif" v:shapes="_x0000_i1224"><img src="/cache/referats/3815/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1199"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1225"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1226">

Решение.Поизвестным <img src="/cache/referats/3815/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1200"> и <img src="/cache/referats/3815/image128.gif" v:shapes="_x0000_i1201"> из (1.19) получим <img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1227"><img src="/cache/referats/3815/image138.gif" v:shapes="_x0000_i1228"> из (1.20) найдем <img src="/cache/referats/3815/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1229"><img src="/cache/referats/3815/image165.gif" v:shapes="_x0000_i1230"> по (1.22) и подставляяв (1.18) получим <img src="/cache/referats/3815/image155.gif" v:shapes="_x0000_i1231">×

10-9Гн. Определяя <img src="/cache/referats/3815/image165.gif" v:shapes="_x0000_i1232"><img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1233"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1234"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1235">

4 РАСЧЕТКАСКАДА С ЭМИТТЕРНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ

4.1ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД

Схемакаскада по переменному току приведена на рисунке 4.1.

Рисунок4.1. Схема оконечного каскада с эмиттерной коррекцией

При отсутствии реактивности нагрузки эмиттерная коррекциявводится для коррекции искажений АЧХ, вносимых транзистором, увеличиваяамплитуду напряжения эмиттер-база с ростом частоты. В соответствии с [1], модулькоэффициента усиления каскада в области верхних частот, при выборе элементовкоррекции <img src="/cache/referats/3815/image197.gif" v:shapes="_x0000_i1236"><img src="/cache/referats/3815/image124.gif" v:shapes="_x0000_i1237"> соответствующимиоптимальной по Брауде АЧХ, описывается выражением

<img src="/cache/referats/3815/image199.gif" v:shapes="_x0000_i1203"> (1.23)

где <img src="/cache/referats/3815/image201.gif" v:shapes="_x0000_i1238"><img src="/cache/referats/3815/image203.gif" v:shapes="_x0000_i1204">;

<img src="/cache/referats/3815/image205.gif" v:shapes="_x0000_i1239"><img src="/cache/referats/3815/image207.gif" v:shapes="_x0000_i1240"> (1.24)

<img src="/cache/referats/3815/image209.gif" v:shapes="_x0000_i1205"> — глубина ООС; (1.25)

<img src="/cache/referats/3815/image211.gif" v:shapes="_x0000_i1206"> (1.26)

<img src="/cache/referats/3815/image213.gif" v:shapes="_x0000_i1207"> (1.27)

<img src="/cache/referats/3815/image215.gif" v:shapes="_x0000_i1208"> (1.28)

При заданном значении <img src="/cache/referats/3815/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1241"><img src="/cache/referats/3815/image219.gif" v:shapes="_x0000_i1242"> определяетсявыражением

<img src="/cache/referats/3815/image221.gif" v:shapes="_x0000_i1209"> . (1.29)

Подставляя <img src="/cache/referats/3815/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1247"> и <img src="/cache/referats/3815/image224.gif" v:shapes="_x0000_i1248"> в (1.23) можнополучить:

<img src="/cache/referats/3815/image226.gif" v:shapes="_x0000_i1210"> (1.30)

где <img src="/cache/referats/3815/image228.gif" v:shapes="_x0000_i1211">

Входное сопротивление каскада с эмиттерной коррекцией можетбыть аппроксимировано параллельной RC-цепью [1].

<img src="/cache/referats/3815/image230.gif" v:shapes="_x0000_i1243"> (1.31)

<img src="/cache/referats/3815/image232.gif" v:shapes="_x0000_i1249"> (1.32)

Пример 5.Рассчитать<img src="/cache/referats/3815/image234.gif" v:shapes="_x0000_i1250"><img src="/cache/referats/3815/image197.gif" v:shapes="_x0000_i1251"><img src="/cache/referats/3815/image124.gif" v:shapes="_x0000_i1252"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1253"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1254"> каскада с эмиттернойкоррекцией схема которого приведена на рисунке 4.1, при использованиитранзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 1) и условий <img src="/cache/referats/3815/image240.gif" v:shapes="_x0000_i1255"><img src="/cache/referats/3815/image242.gif" v:shapes="_x0000_i1256"><img src="/cache/referats/3815/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1257"> = 50 Ом.

Решение.Поизвестным <img src="/cache/referats/3815/image242.gif" v:shapes="_x0000_i1258"><img src="/cache/referats/3815/image245.gif" v:shapes="_x0000_i1259"> и <img src="/cache/referats/3815/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1260"> из (5.2) получим <img src="/cache/referats/3815/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1261"><img src="/cache/referats/3815/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1262"> в (1.25) и (1.29)найдем <img src="/cache/referats/3815/image197.gif" v:shapes="_x0000_i1263"><img src="/cache/referats/3815/image224.gif" v:shapes="_x0000_i1264"><img src="/cache/referats/3815/image140.gif" v:shapes="_x0000_i1265"> по (1.28) и подставляяв (1.26), (1.27) получим <img src="/cache/referats/3815/image248.gif" v:shapes="_x0000_i1266"><img src="/cache/referats/3815/image240.gif" v:shapes="_x0000_i1267"><img src="/cache/referats/3815/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1268"><img src="/cache/referats/3815/image224.gif" v:shapes="_x0000_i1269"><img src="/cache/referats/3815/image140.gif" v:shapes="_x0000_i1270"> и <img src="/cache/referats/3815/image250.gif" v:shapes="_x0000_i1271"> из (1.30) определим <img src="/cache/referats/3815/image234.gif" v:shapes="_x0000_i1272"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1273"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1274">

4.2ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КАСКАД

Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 1.10.

Рисунок4.2. Схема промежуточного каскада с эмиттерной

коррекцией

В соответствии с [1]модуль коэффициента усиления каскада в области верхних частот, при выбореэлементов коррекции соответствующими оптимальной по Брауде АЧХ, описывается выражением(1.23). В данном случае, при заданном значении <img src="/cache/referats/3815/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1275"><img src="/cache/referats/3815/image219.gif" v:shapes="_x0000_i1276"> определяется изсоотношения:

<img src="/cache/referats/3815/image254.gif" v:shapes="_x0000_i1245"> (1.33)

где <img src="/cache/referats/3815/image256.gif" v:shapes="_x0000_i1246">

Значения<img src="/cache/referats/3815/image234.gif" v:shapes="_x0000_i1277"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1278"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1279"> каскада рассчитываютсяпо формулам (1.30), (1.31), (1.32), при этом в (1.24), (1.28) и (1.31) величина<img src="/cache/referats/3815/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1280"> заменяется на <img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1281">.

Пример 6.Рассчитать<img src="/cache/referats/3815/image234.gif" v:shapes="_x0000_i1282"><img src="/cache/referats/3815/image197.gif" v:shapes="_x0000_i1283"><img src="/cache/referats/3815/image124.gif" v:shapes="_x0000_i1284"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1285"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1286"> каскада с эмиттернойкоррекцией, схема каскада приведена на рисунке 4.2, при использованиитранзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 1) и условий: <img src="/cache/referats/3815/image240.gif" v:shapes="_x0000_i1287"><img src="/cache/referats/3815/image242.gif" v:shapes="_x0000_i1288"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1289"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1290">

Решение.Поизвестным <img src="/cache/referats/3815/image242.gif" v:shapes="_x0000_i1301"><img src="/cache/referats/3815/image245.gif" v:shapes="_x0000_i1302"> и <img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1303"> из (1.24) получим <img src="/cache/referats/3815/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1304"><img src="/cache/referats/3815/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1305"> в (1.25) найдем <img src="/cache/referats/3815/image197.gif" v:shapes="_x0000_i1306"><img src="/cache/referats/3815/image197.gif" v:shapes="_x0000_i1307"> и <img src="/cache/referats/3815/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1308"><img src="/cache/referats/3815/image224.gif" v:shapes="_x0000_i1309"><img src="/cache/referats/3815/image140.gif" v:shapes="_x0000_i1310"> по (1.28) и подставляяв (1.26), (1.27) получим <img src="/cache/referats/3815/image248.gif" v:shapes="_x0000_i1311"><img src="/cache/referats/3815/image240.gif" v:shapes="_x0000_i1312"><img src="/cache/referats/3815/image224.gif" v:shapes="_x0000_i1313"><img src="/cache/referats/3815/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1314"><img src="/cache/referats/3815/image140.gif" v:shapes="_x0000_i1315"><img src="/cache/referats/3815/image250.gif" v:shapes="_x0000_i1316"> из (1.30) определим <img src="/cache/referats/3815/image234.gif" v:shapes="_x0000_i1317"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1318"><img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1319">

5 КОРРЕКЦИЯИСКАЖЕНИЙ ВНОСИМЫХ ВХОДНОЙ ЦЕПЬЮ

5.1 РАСЧЕТИСКАЖЕНИЙ ВНОСИМЫХ ВХОДНОЙ ЦЕПЬЮ

Схемавходной цепи каскада по переменному току приведена на рисунке 5.1, где <img src="/cache/referats/3815/image258.gif" v:shapes="_x0000_i1320"> — внутреннеесопротивление источника сигнала.

Рисунок 5.1. Схема входной цепи некорректированного каскада

При условии аппроксимациивходного сопротивления каскада параллельной RC-цепью, коэффициент передачи входной цепи в области верхнихчастот описывается выражением [1]:

где <img src="/cache/referats/3815/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1293"><img src="/cache/referats/3815/image264.gif" v:shapes="_x0000_i1321"> (1.34)

<img src="/cache/referats/3815/image266.gif" v:shapes="_x0000_i1322"><img src="/cache/referats/3815/image268.gif" v:shapes="_x0000_i1323"> (1.35)

Значение <img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1325"> входной цепирассчитывается по формуле (1.6).

Пример 7.Рассчитать<img src="/cache/referats/3815/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1297"> и <img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1326"> входной цепиприведенной на рисунке 5.1, при работе каскада на транзисторе КТ610А (данныетранзистора приведены в примере 1.1) от генератора с <img src="/cache/referats/3815/image278.gif" v:shapes="_x0000_i1298"><img src="/cache/referats/3815/image134.gif" v:shapes="_x0000_i1327">

Решение.Из примера 1 имеем: <img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1328"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1329">=196 пФ. По формуле (1.34) получим: <img src="/cache/referats/3815/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1299"><img src="/cache/referats/3815/image266.gif" v:shapes="_x0000_i1330">×

10-9с. Подставляя известные <img src="/cache/referats/3815/image134.gif" v:shapes="_x0000_i1331"> и <img src="/cache/referats/3815/image266.gif" v:shapes="_x0000_i1332"> в (1.6) найдем: <img src="/cache/referats/3815/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1333">

5.2 РАСЧЕТВХОДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ

Из приведенных выше примеров расчета видно, что наибольшиеискажения АЧХ обусловлены входной цепью. Для расширения полосы пропусканиявходных цепей в [5] предложено использовать схему, приведенную на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2. Схема коррекции входной цепи

Работа схемы основана на увеличении сопротивления цепи <img src="/cache/referats/3815/image283.gif" v:shapes="_x0000_i1334"> с ростом частоты длякомпенсации шунтирующего действия входной емкости каскада. При заданном значении<img src="/cache/referats/3815/image285.gif" v:shapes="_x0000_i1335"> и выборе <img src="/cache/referats/3815/image287.gif" v:shapes="_x0000_i1336">

где <img src="/cache/referats/3815/image291.gif" v:shapes="_x0000_i1338"> (1.42)

<img src="/cache/referats/3815/image299.gif" v:shapes="_x0000_i1342"> (1.43)

<img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1354"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1355"> — входноесопротивление и входная емкость каскада.

Призаданном значении <img src="/cache/referats/3815/image240.gif" v:shapes="_x0000_i1356"><img src="/cache/referats/3815/image234.gif" v:shapes="_x0000_i1357"> входной цепи равна:

<img src="/cache/referats/3815/image301.gif" v:shapes="_x0000_i1343"> (1.44)

где <img src="/cache/referats/3815/image303.gif" v:shapes="_x0000_i1344">

Пример 1.8.Рассчитать<img src="/cache/referats/3815/image285.gif" v:shapes="_x0000_i1345"><img src="/cache/referats/3815/image306.gif" v:shapes="_x0000_i1346"><img src="/cache/referats/3815/image234.gif" v:shapes="_x0000_i1358"> входной цепи приведеннойна рисунке 5.2 при работе на каскад с параметрами, данными в примере 7,при уменьшении <img src="/cache/referats/3815/image308.gif" v:shapes="_x0000_i1359"> за счет введения <img src="/cache/referats/3815/image285.gif" v:shapes="_x0000_i1347"> в пять раз посравнению с некорректированной входной цепью, и при <img src="/cache/referats/3815/image278.gif" v:shapes="_x0000_i1348">=50 Ом, <img src="/cache/referats/3815/image240.gif" v:shapes="_x0000_i1360">

Решение.Из примера7 имеем: <img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1361"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1362"><img src="/cache/referats/3815/image308.gif" v:shapes="_x0000_i1363">=0,716. Из соотношения (1.42) и условий задачи получим: <img src="/cache/referats/3815/image285.gif" v:shapes="_x0000_i1349"><img src="/cache/referats/3815/image285.gif" v:shapes="_x0000_i1350"> в (1.43) найдем: <img src="/cache/referats/3815/image306.gif" v:shapes="_x0000_i1351"><img src="/cache/referats/3815/image234.gif" v:shapes="_x0000_i1364"><img src="/cache/referats/3815/image285.gif" v:shapes="_x0000_i1352"> <img src="/cache/referats/3815/image234.gif" v:shapes="_x0000_i1365"> каскада оказываетсяравной 50 МГц.

5.3 РАСЧЕТКАСКАДА С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Для исключения потерь в усилении, обусловленных использованиемвходной корректирующей цепи (см. раздел 5.2), в качестве входного каскада можетбыть использован каскад с параллельной ООС, схема которого приведена на рисунке5.3.

<img src="/cache/referats/3815/image112.gif" v:shapes="_x0000_i1385"><img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1386"> — входныесопротивление и емкость нагружающего каскада

Рисунок 5.3 Схема каскада с параллельной ООС

Особенностью схемы является то, что при большом значении <img src="/cache/referats/3815/image114.gif" v:shapes="_x0000_i1387"> и глубокой ООС (<img src="/cache/referats/3815/image317.gif" v:shapes="_x0000_i1366"> мало) в схеме, дажепри условии <img src="/cache/referats/3815/image319.gif" v:shapes="_x0000_i1367">=0, появляется выброс на АЧХ в области верхних частот.Поэтому расчет каскада следует начинать при условии:<img src="/cache/referats/3815/image319.gif" v:shapes="_x0000_i1368">=0. В этом случае коэффициент усиления каскада в областиверхних частот определяется выражением:

<img src="/cache/referats/3815/image322.gif" v:shapes="_x0000_i1369"> (1.45)

где <img src="/cache/referats/3815/image324.gif" v:shapes="_x0000_i1370">; (1.46)

<img src="/cache/referats/3815/image328.gif" v:shapes="_x0000_i1372">;

<img src="/cache/referats/3815/image330.gif" v:shapes="_x0000_i1373">.

Призаданном значении <img src="/cache/referats/3815/image240.gif" v:shapes="_x0000_i1388"><img src="/cache/referats/3815/image234.gif" v:shapes="_x0000_i1389"> каскада равна:

<img src="/cache/referats/3815/image332.gif" v:shapes="_x0000_i1374"> (1.47)

где <img src="/cache/referats/3815/image334.gif" v:shapes="_x0000_i1375">

Формулой (1.47) можно пользоваться в случае, если <img src="/cache/referats/3815/image336.gif" v:shapes="_x0000_i1376"><img src="/cache/referats/3815/image338.gif" v:shapes="_x0000_i1377"> схема имеет выброс наАЧХ и следует увеличить <img src="/cache/referats/3815/image340.gif" v:shapes="_x0000_i1390">.

Если окажется, что при <img src="/cache/referats/3815/image342.gif" v:shapes="_x0000_i1378"> <img src="/cache/referats/3815/image344.gif" v:shapes="_x0000_i1391"><img src="/cache/referats/3815/image234.gif" v:shapes="_x0000_i1392"> меньше требуемогозначения, следует ввести <img src="/cache/referats/3815/image346.gif" v:shapes="_x0000_i1393">. В этом случае коэффициент усиления каскада в областиверхних частот описывается выражением:

<img src="/cache/referats/3815/image348.gif" v:shapes="_x0000_i1379"> (1.48)

где<img src="/cache/referats/3815/image324.gif" v:shapes="_x0000_i1380">;

<img src="/cache/referats/3815/image350.gif" v:shapes="_x0000_i1381"></span

еще рефераты

Еще работы по радиоэлектронике

Реферат по радиоэлектронике

Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на полевых транзисторах

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

История развития электроники

25 Июня 2015

Реферат по радиоэлектронике

Энергетический расчет спутниковой линии связи для передачи телевизионных сигналов

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Изучение режимов работы диодов и транзисторов в электронных схемах

29 Августа 2013