5.5 Расчет по переменному току основных характеристик промежуточного каскада в области верхних частот (малых времен)

5.5.1 Определяется коэффициент усиления каскада без обратной связи в области средних частот:

=0,351 ×298 =104,6;

где S₀ - низкочастотное значение крутизны транзистора в рабочей точке.

5.5.2 Оценим требуемое значение постоянного времени каскада в области ВЧ (МВ). Для ШУ с заданной верхней граничной частотой:

с,

где М_вi - доля частотных искажений (в относительных единицах), распределение на каскад.

5.5.3 Рассчитывается ожидаемое значение постоянной времени в области ВЧ(МВ)

,

В нашем случае задан коэффициент усиления каскада К_i =15, поэтому можно воспользоваться формулой для приближенного расчета сопротивления обратной связи R_ос, т.к. коэффициент усиления без обратной связи достаточно большой (К₀=104,6)

К_iОС≈R_экв/R_ос

Отсюда сопротивление обратной связи:

R_ос ≈R_экв/ К_iОС= 488/15≈32 Ом

Глубину ОСС при последовательной связи по току можно определить из выражения глубины ОСС

Коэффициент передачи ОСС немного меньше, чем заданный, примерно на 10% что вполне допустимо при заданной точности исходных данных. Вычисляем постоянную каскада в области ВЧ(МВ) с учетом ООС

5.5.4Таким образом, полученные значения τ_вос с учетом неточности исходных данных (среднее значение h21) и погрешности расчетов практически удовлетворяют заданным. Следовательно, быстродействие каскада в области верхних частот будет обеспечено.

5.5.5В заключении расчета окончательного каскада необходимо определить АЧХ, ЛАЧХ и М_вi в области верхних частот по формулам:

_{= 4,8}

Рисунок 9 – ЛАЧХ промежуточного каскада

Рисунок 10 – АЧХ промежуточного каскада

Рисунок 11 – коэффициент частотных искажений

= 13,6 дБ

=1,5=3,5

где ω_вi - верхняя частота среза АЧХ данного каскада, определяемая через постоянные времени τ_во или τ_вос , которая находится из выражений:

.

5.5.6 Определяются входные параметры каскада

а) входное сопротивление каскада с учетом ОС

где R_12Toc=0,372 кОм - эквивалентное сопротивление базового делителя по переменному току (параллельное соединение и ).

=

= Ом;

Тогда

= кОм

б) входную динамическую емкость каскада с учетом влияния ОС определяем из выражения

Определяется выходное сопротивление, также обращая внимание на влияние ОС

R_вых≈R_экв+R_ос К_ос=298+3015=748 Ом

Для расчета требуемых постоянных времени разделительных и блокировочных цепей каскада используется значение коэффициента частотных искажений на нижней рабочей частоте М_нj=1,17, определенное в п.3.1.2 . При этом учитываются соответствующие значения сопротивлений входных, выходных и разделительных цепей.

Т.к. искажения распределены одинаково между цепями, то для входной, выходной и блокировочной цепей находим

5.5.7Значения емкости разделительных конденсаторов разделительных цепей будут соответственно равны

Расчет блокировочной емкости в цепи эмиттера проводится по формуле:

,

Где R_ээ – эквивалентное сопротивление, которое определяется выходным сопротивлением каскада со стороны эмиттера R_выхэ, сопротивлением обратной связи R_ос и режимным сопротивлением R_э.

Ом,
Ом,

5.5.8Далее вычисляются в области нижней частоты эквивалентные постоянные времени для усилителя с ООС из выражения:

,

(Б.12)

где j- номер разделительной или блокировочной цепей;

- значения постоянных времени разделительных и блокировочных цепей без обратной связи или с обратной связью.

В нашем примере присутствует ООС, поэтому :

с.

5.5.9В заключение расчета промежуточного каскада в области нижних частот определим АЧХ, ЛАЧХ по формулам:

а) АЧХ и ЛАЧХ

= 11

_{=21 дБ}

Рисунок 12 – ЛАЧХ промежуточного каскада

Рисунок 13 – АЧХ промежуточного каскада

б) ожидаемый коэффициент частотных искажений

=1,5=3,5 дБ

где - результирующая нижняя граничная частота среза АЧХ данного каскада.

Рисунок 14 – коэффициент частотных искажений

Рисунок 15 – измеренная АЧХ

	fВ, МГц	fН, МГц	KВ, дБ	KН, дБ
Вычисленное
Замеренное

Таблица 2 - Сравнение расчетной части с измерениями