3.10 Розрахунок елементів, що визначають спотворення в діапазоні низьких частот

Спотворення в діапазоні низьких частот визначаються розділювальними ємностями С1, С2. Розподілемо заданий рівень М_н між цими ємностями – М_нс1, М_нс2. Розрахунок розділювальних ємностей не має особливостей і проводиться за формулами аналогічними (1.51), (1.52)

C₂  1 / [2f_в(R_{вих СК} || R_E + R_H)* (1 / M_Нс2)² – 1 ]

C₁  1 / [2f_в(R_дж + R_б || R_вхСК)* (1 / M_Нс1)² – 1 ]

4 Багатокаскадні попередні підсилювачі

Рисунок 4.1 - Схема двокаскадного попереднього підсилювача

4.1 Визначення коефіцієнта підсилення за напругою

У процесі розрахунку, аналогічно, як і в попередніх прикладах, необхідно враховувати послаблення сигналу вхідним колом підсилю-вача.

Коефіцієнт передачі вхідного кола визначиться за (1.1):

K_вх = R_вх / (R_вх + R_дж)

Тоді потрібний коефіцієнт підсилення за напругою дорівнює:

K_u = (U_вих / E_дж) / K_вх (4.1)

4.2 Вибір режиму роботи транзисторів

Розрахунок розпочинається з вибору режима транзисторів VT1, VT2 з постійного струму. Оскільки розглядаємо попередній підсилювач, то транзистори VT1, VT2 працюють в режимі малого сигналу і необхідно забезпечити для них режим класу А.

Вибираючи робочу точку транзистора VT2 необхідно враховувати таке:

напруга U_кe0, для будь-якого моменту часу повинна бути біль-ше напруги насичення U_кeнас , тобто, якщо необхідно мати амплітуду вихідної напруги U_mвих, то потенціал колектору V_k вибирається з умов аналогічних (1.7)

V_k > U_{кe нас} + U_Re + U_{вих m} (4.2)

де U_Re – напруга на резисторі емітерної стабілізації, якщо вона вико-ристовується у вихідному каскаді.

Для початкового вибору V_k також можливо припустити, що

U_{кe нас}  1…2В, U_Re  1…3B  (0,1…0,2) Е_ж.

Далі, щоб динамічний діпазон вихідної напруги був максимальний, рекомендується вибирати потенціал колектора в режимі спокою V_k = E_ж / 2. Тому оцінивши з (4.2) мінімальне значення V_k, вибирають його з деяким запасом (1…2В), а потім розраховують Е_ж = 2V_k, якщо напруга Е_ж не задана у Т3.

4.3 Розрахунок струму спокою транзистора vt2

За відомими U_вих. і R_н розраховувається струм у навантаженні

I_н = U_вих / R_н (4.3)

Але в попередніх підсилювачах досить часто опір навантаження R_н набагато більший за опір колекторного резистора R_К2:

R_н  (5…10) R_К2

Тому амплітуда струму колектора VT2, що працює в режимі класу А дорівнює:

I_кm = U_вих / (R_К2 || R_н) > I_н (4.4)

Для забезпечення режиму класу А необхідно, щоб I_кovт2 > I_кm . Як правило, значення R_К2 вибирають в межах 1…15кОм, тому, враховуючи рекомендований ряд стандартних напруг, значення І_К0VT2, як правило, вибирають в межах 0,5…5мА.

Такі значення струму І_K0VT2, досить часто, відповідають типовому режиму для малопотужних транзисторів, що наводиться в довідниках.

Остаточно, для транзистора VT2 рекомендується:

Vkvt2  eж / 2 (4.5)

I_K0VT2  (0,5…5)мA > 1.5I_кm (4.6)

4.4 Визначення струму спокою транзистора vt1

Струм спокою транзистора VT1, як правило, вибирають для досягнення оптимальних шумових властивостей каскаду, а саме мінімального значення коефіцієнта шуму.

Коефіцієнт шуму дорівнює мінімуму, якщо струм колектора I_K0VT1 визначиться як [1]:

I_K0VT1 = _т / R_дж  / (1 + 2r’_б/R_дж + r²_б/R²_дж)  φ_т / (R_дж β) (4.7)

де _т = 25,3мВ – тепловий потенціал.

У цьому випадку коефіцієнт шуму: r’_б / R_дж

(4.8)

Як правило, значення I_K0VT1 знаходиться в межах від 10 мкА до 2мА, але необхідно враховувати, що I_K0VT1 повинен перебільшувати I_б0VT2, тобто I_K0VT1  (1…10) I_б0VT2.

За вибраними значеннями I_K0VT2, U_KеVT2 визначаємо за (1.14) I_б0VT2, а з ВАХ - U_бе0VT2.