4.3 Расчет входного каскада.
Требования, предъявляемые к входному каскаду (рассчитанные в п. 3.1.3):
Время нарастания фронта импульса : не более 20нС
Коэффициент усиления : не менее 11.6
Размах выходного импульса : не менее 0.075В (рассчитано в п. 4.2)
Входной каскад выполним в виде резисторного усилителя (Рисунок 10)
Нагрузкой входного каскада является входное сопротивление и входная емкость промежуточного каскада, рассчитанные в п. 4.2.
Во входной цепи входного каскада стоит входная цепь (Рисунок 11), влияние которой на характеристики усилителя необходимо учесть.
Коэффициент передачи входной цепи определится как
,
где
-
входное сопротивление входного каскада;
-
внутреннее сопротивление источника
сигналов.
Рисунок 10. Входной каскад.
Рисунок 11. Входная цепь.
Каскад работает на нагрузку сопротивлением, равным входному сопротивлению промежуточного каскада и емкостью, равной входной емкости промежуточного каскада:
Сопротивление коллектора ограничено сверху допустимым временем нарастания каскада и максимально равно:
Возьмем в качестве транзистора промежуточного каскада транзистор малой мощности КТ339А.
Входная и выходная характеристики данного транзистора приведены в (Приложении Б).
Возьмем
.
Построим нагрузочную прямую по
постоянному и переменному току
(см.Приложение
В).
Выберем рабочую точку в
(типовая рабочая точка). Определим из
графика
.
Этой точке соответствует
;
.
Определим
из входных характеристик входную
проводимость транзистора как
касательной к входной характеристике,
проведенной в точке покоя (
,
=0.1
мА). Получаем:
Крутизна (Формула 14):
Коэффициент усиления (Формула 15):
объемное сопротивление базы (Формула 11):
Постоянная времени верхних частот транзистора (Формула 10):
Постоянная времени верхних частот входного каскада (Формула 9):
Время нарастания фронта выходного импульса (Формула 8):
Входная динамическая емкость каскада определяется как (Формула 13)
Входное сопротивление резисторного каскада:
Найдем искажения, создаваемые входной емкостью при сопротивлении Rc=500 Ом (наихудший случай):
5. Расчет вспомогательных цепей.
5.1. Расчет цепей термостабилизации.
Основные расчетные формулы [1]:
Формула 16. Расчет сопротивления в цепи эмиттера.
;
Формула 17. Расчет сопротивлений делителя в цепи базы.
Рассчитаем цепи термостабилизации выходного каскада:
По (Формула 16):
Так как у нас через сопротивление эмиттера текут базовые и коллекторные токи двух плечей, то
При расчете выходного каскада мы отпустили на сопротивлении эмиттера 4В. Поэтому
Задаваясь током делителя, равным десяти токам базы, определяем по (Формула 17) сопротивления делителя:
;
Рассчитаем цепи термостабилизации промежуточного каскада:
При расчете промежуточного каскада мы отпустили на сопротивлении эмиттера 4В. Поэтому по (Формула 16):
Задаваясь током делителя, равным десяти токам базы, определяем по (Формула 17) сопротивления делителя (необходимо учесть, что напряжение питания промежуточного каскада будет определяться разностью напряжения источника питания и падения напряжения на сопротивлении развязывающего фильтра):
;
Рассчитаем цепи термостабилизации входного каскада:
При расчете входного каскада мы отпустили на сопротивлении эмиттера 3В. Поэтому по (Формула 16):
Задаваясь током делителя, равным десяти токам базы, определяем по (Формула 17) сопротивления делителя (необходимо учесть, что напряжение питания промежуточного каскада будет определяться разностью напряжения источника питания и падения напряжения на сопротивлении развязывающего фильтра):
;
