2.1.2 Проверка результатов программой Electronics Workbench

С помощью программы Electronics Workbench смоделирована схема усилителя (рисунок 2.4) и сняты его характеристики (рисунок 2.5).

Рисунок 2.4 Лабораторная схема усилителя

Рисунок 2.5 Показания приборов

2.2.1 Расчет каскада с ок

Рассчитаем параметры и характеристики, указанные выше, для каскада с ОК (рисунок 2.6). Тип БТ и его параметры взяты из Контрольной работы №1.

Рисунок 2.6 Усилительный каскад с ОК

 При работе в режиме малого сигнала можно выбрать в точке покоя

I_Э = I_К0 = 55 мА,

U_КЭ = U_К0 = 7 В,

ток делителя

I_д = 2,75 мА

и рассчитать сопротивления резисторов по формулам:

Ом Ом

Ом

 Коэффициент усиления по напряжению в области СЧ :

,

где

Ом,

глубина ООС

 Входное сопротивление :

Ом,

где - входное сопротивление транзистора,

Ом

=R_б1||R_б2= 1312 Ом - сопротивление базового делителя.

 Выходное сопротивление

,

где R_выхТ – выходное сопротивление транзистора

 Верхняя граничная частота усиления каскада при уровне

частотных искажений , емкость нагрузки

где - постоянная времени каскада в области ВЧ,

;

 - постоянная времени БТ.

,

Количественно индуктивную составляющую выходного импеданса можно оценить следующим образом:

где m=(1,2...1,6).

 Рассчитаем номиналы разделительных и блокировочных конденсаторов при условии обеспечения нижней граничной частоты усиления каскада при уровне частотных искажений.

При расчете примем сопротивление источника сигнала .

Номинал разделительных емкостей можно определить из соотношения:

где - эквивалентное сопротивление, стоящее слева от разделительного конденсатора (обычно этокаскада либо);

- эквивалентное сопротивление, стоящее справа от разделительного конденсатора (обычно это каскада либо);

τ_н - постоянная времени для разделительных и блокировочных цепей усилителя:

Тогда,

 Рассчитаем и построим АЧХ и ФЧХ каскада. Расчет проведем для частот, равных ,,,,и,,,,.

Коэффициент усиления каскада в области средних частот:

.

Определим коэффициент усиления каскада в области ВЧ по формуле

Результаты сведены в таблицу 2.3

Таблица 2.3 Данные для АЧХ и ФЧХ в области ВЧ

f, МГц	249,9	1249,5	2499	4998	24990
КВ	0,99	0,99	0,99	0,99	0,97
Y	1	1	1	1	0,97
φ, град	-0,1	-0,6	-1,1	-2,4	-11,7

и

Коэффициент усиления каскада в области НЧ рассчитаем по формуле:

Результаты сведены в таблицу 2.4

Таблица 2.4 Данные для АЧХ и ФЧХ в области НЧ

f, кГц	0,1	0,5	1	2	10
КН	0,01	0,44	0,7	0,89	0,98
Y	0,10	0,45	0,71	0,89	0,99
φ, град	84	63	45	26	6

Графики АЧХ и ФЧХ показаны на рисунках 2.7 и 2.8 соответственно.

Рисунок 2.7 Амплитудно-частотная характеристика

Рисунок 2.8 Фазочастотная характеристика

 Определим время установления и спад плоской вершины импульса, при использовании каскада для усиления идеального прямоугольного импульса длительностью .

.