Расчет элементов смещения и разделительных емкостей оконечного каскада
Рассчитаем
резисторы
,
которые установят ранее выбранную
рабочую точку, и округлим их до ближайшего
номинала:
Т.к ток от источника питания протекает через два перехода база-эмиттер, и, соответственно, два базовых резистора, каждый из резисторов должен иметь значение R/2, поэтому в формулу был добавлен множитель 1/2.
В таком случае входное сопротивление комплементарных транзисторов по переменному току рассчитывается по формуле:
Выразив
получим:
Рассчитаем разделительные емкости для входной и выходной цепи:
Рассчитаем требуемый ток, который должен поступать на вход данного каскада:
Расчет усилителей напряжения
Усилитель напряжения представляет собой два каскада с общим эмиттером. Начнем расчет с последнего из этих каскадов, изображенного на рисунке хх.
Первый усилитель напряжения
Рисунок хх – Усилитель напряжения
Ток
покоя
примем равным 2,8 мА.
Примем, чтоб на Rk падала половина напряжения.
Отсюда Rk = 12/(2,8*10^-3) = 4,3 кОм.
Далее был рассчитан требуемый ток, необходимый для передачи информационного сигнала напряжением 8 В на следующий каскад:
Далее был рассчитан эмиттерный резистор, установленный с целью обеспечения термостабилизации каскада. Обычно принимают факт, что для обеспечения достаточной термостабилизации на Rэ должно падать около 2В.
Rэ
=
Ом.
На основании этих данных выбираем транзистор BC547, как в предоконечном каскаде.
На семействе выходных характеристик этого транзистора строим статическую нагрузочную прямую. Результат показан на рисунке ХХ.
Рисунок хх – Усилитель напряжения
Нагрузочная
прямая в данном случае строится через
две точки с координатами (E:0)
и (
).
Проходная характеристика транзистора и выбранная рабочая точка изображена на рисунке хх.
Рисунок хх – Проходная характеристика
Входная характеристика транзистора и выбранная рабочая точка изображена на рисунке хх.
Рисунок хх – Усилитель напряжения
Найдем входное сопротивление транзистора, крутизну и коэффициент усиления по току в рабочей точке:
После был рассчитан делитель в цепи базы.
Ток через делитель берется как 10 токов базы, тогда:
Резисторы должны относится как:
Отсюда:
;
.
Рассчитаем входное сопротивление с учетом обратной связи, создаваемой эмиттерным резистором:
Тогда сопротивление всего каскада:
Выходное сопротивление каскада рассчитывается по формуле:
Коэффициент усиления по переменному и постоянному току можно рассчитать по формуле:
Следовательно, на вход данного каскада должно падать напряжение:
Или должен протекать ток величиной:
Рассчитаем разделительные емкости для входной и выходной цепи:
Второй каскад
Рассчитываемый каскад собран по схеме с общим эмиттером, однако в нем часть эмиттерного сопротивления шунтируюется конденсатором с целью повышения коэффициента усиления по переменному току.
Рисунок хх – Усилитель напряжения
Ток покоя примем равным 1 мА.
Примем, чтоб на Rk падала половина напряжения.
Отсюда Rk = 12/(1*10^-3) = 12000 Ом.
Далее был рассчитан требуемый ток, необходимый для передачи сигнала с напряжением 1,7 В на следующий каскад:
Далее был рассчитан эмиттерный резистор, установленный с целью обеспечения термостабилизации каскада. Обычно принимают факт, что для обеспечения достаточной термостабилизации на Rэ должно падать около 1В.
=
Ом.
Для
обеспечения большего коэффициента
усиления методом подбора была определена
шунтируемая часть резистора
Ом.
На основании этих данных выбираем транзистор BC547, как в предоконечном каскаде.
На семействе выходных характеристик этого транзистора строим статическую нагрузочную прямую. Результат показан на рисунке ХХ.
Рисунок хх – Усилитель напряжения
Нагрузочная прямая в данном случае строится через две точки с координатами (E:0) и ( ).
Проходная характеристика транзистора и выбранная рабочая точка изображена на рисунке хх.
Рисунок хх – Проходная характеристика
Входная характеристика транзистора и выбранная рабочая точка изображена на рисунке хх.
Найдем входное сопротивление транзистора, крутизну и коэффициент усиления по току в рабочей точке:
После был рассчитан делитель в цепи базы.
Ток через делитель берется как 10 токов базы, тогда:
Резисторы должны относится как:
Отсюда:
;
Рассчитаем входное сопротивление по переменному току с учетом обратной связи:
Тогда сопротивление всего каскада:
Выходное сопротивление каскада рассчитывается по формуле:
Рассчитаем разделительные емкость выходной цепи:
Коэффициент
усиления по переменному току рассчитывается
по формуле:
Итого суммарный коэффициент усиления по переменному току двух каскадов.
Следовательно, на вход усилителей напряжения должно поступать напряжение:
Или ток:
