3. Анализ частотной характеристики усилительного каскада.

Снижение коэффициента усиления в области нижних частот (f_{н гр}) происходит в основном вследствие потерь выходного напряжения на разделительном конденсаторе С_рз в цепи межкаскадной связи, который имеет емкостное сопротивление Х_с = 1 / (w_н С_{р з})  значительной величины в области нижних частот и малой величины в области средних и верхних частот, на которых влияние его и не учитывается.

Снижение коэффициента усиления в области верхних частот (f_{в гр}) вызывается тем, что резистор R_с3 шунтируется сравнительно небольшим емкостным сопротивлением входной паразитной емкости каскада

Х_{Свх з} = 1 / (w_н С_{вх з}) ,

что снижает входное эквивалентное сопротивление каскада, уменьшая снимаемое с него напряжение, подаваемое на вход следующего каскада и соответственно уменьшая коэффициент усиления. Одновременно влияние этой емкости в области нижних и средних частот незначительно, поэтому в этих случаях в расчет не принимается.

Учитывая эти соображения, на рис. 6 приведены три эквивалентные схемы усилительного каскада, которые помогают составить расчетные формулы его коэффициентов усиления в области средних, нижних и верхних частот.

Во-первых, в области средних частот (рис. 6, а), где пренебрегают влиянием емкостных сопротивлений, получается максимальный коэффициент усиления. Из эквивалентной схемы следует, что

, где                 

, 

отсюда получим         

 

Рис. 6. Эквивалентные схемы лампового каскада в области:

 а - средних частот; б - низких частот; в - верхних частот

 

Во-вторых, в области нижних частот (рис. 6, б), где из полной эквивалентной схемы исключена входная паразитная емкость C_вх3,

или

где w_н = 2pf _{н гр}

постоянная времени в области

f _н...t_н = С _р3 ×R_с3 = 

f _н = от  до

В-третьих, в области верхних частот, где не учитывается влияние разделительного конденсатора С_р, (рис. 6, в), коэффициент усиления каскада будет определяться по формуле

где w_в = 2pf _{в гр}

f _{в гр} =   ¸ ;   t_в = ;

С_{вх 3} = С _монт + С _ак2 + С _ск2 + С _ас3(1 + К₃)

Таким образом, определив К_ср, К_н, К_в, Df = f_{в гр} — f_{н гр}, можно построить частотную характеристику каскада К = j(f) при U_вх = соnst.

Следует иметь в виду, что анализ частотной характеристики резистивно-емкостного каскада на транзисторе осуществляется по аналогичным формулам, но с учетом некоторых особенностей, присущих параметрам транзисторных каскадов, например зависимости коэффициента усиления по току от частоты.