2.5 Визначення загального коефіцієнта підсилення каналу по потужністі Кр

Для знаходження загального коефіцієнта підсилення каналу за потужністю використовується вираз:

_,

де Р_вих – коливальна потужність, яку забезпечує пристрій;

Р_дж – потужність джерела сигналу, ;

U_вх – амплітуда вихідної напруги джерела сигналу;

R_вих – номінальний вихідний опір джерела сигналу;

а₁ – коефіцієнт, а₁ = 1 (раз), так як відсутній від’ємнй зворотній

зв’язок ;

а₂=1 так як технічним завданням непередбачено забезпечення “підйому” та “завалу” АЧХ регулятором тембра;

а₃=1 в підсилювача каналу запису

Джерелом даної схеми, обираємо мікрофон МД-74 ,

з параметрами:

U_вх = 1,2 (мВ), R_вих = 250 (Ом);

Зробимо розрахунки:

(Вт),

(дБ).

2.6 Визначення загальної кількості каскадів підсилювача

Кількість каскадів підсилення визначається виходячи з загального коефіцієнта підсилення по потужності .

,

де К_Р1, К_Р2, К_РККП – коефіцієнти підсилення по потужності відповідно першого, другого каскадів та кінцевого каскаду підсилення.

Перший каскад буде побудовано на транзисторі КТ312В в схемі включення спільний колектор з параметрами наведеними вище.

Другий каскад буде побудовано на транзисторі КТ312В в схемі включення спільний емітер.

Коефіцієнт КПП за потужністю для транзистора КТ312В за схемою включення спільний колектор дорівнює:

(дБ);

Коефіцієнт підсилення другого каскаду за потужністю дорівнює:

Кр₂ = 10*lg(0,3*h_21Емін ²),

Кр₂ = 10*lg(0,3*50 ²) = 28,8(дБ);

Коефіцієнт кінцевого каскаду підсилення ввімкненого за схемою

спільний колектор дорівнює:

(дБ);

Отже, загальний коефіцієнт підсилення по потужності усього

підсилювального каналу дорівнює:

(дБ).

Отримана величина К¹_РЗАГ К_Р(ЗАГ), що є допустимо.

2.7 Розрахунок співвідношення сигнал / шум

При проектовані багатокаскадних пристроїв розраховують напругу шуму лише першого каскаду. Рівень шуму першого каскаду визначає мінімальний рівень вхідного сигналу при заданому відношенні сигнал/шум на вході. Як правило, для каскаду на біполярному транзисторі розраховується мінімальна напруга на вході при заданому відношенні сигнал/шум  =U_c /U_ш, яке визначає чутливість пристрою.

Величина мінімальної вхідної напруги у режимі узгодження каскаду із джерелом сигналу дорівнює:

[мкВ],

де, R_вх- еквівалентний опір вхідного кола пристрою (визначається як паралельне з’єднання опору джерела сигналу і вхідного опору вхідного каскаду), кОм.

F - смуга робочих частот пристрою , кГц

F_ш- відносний коефіцієнт шуму біполярного транзистора першого каскаду (довідникова величина), для транзистора КТ312В F_ш =5 дБ = 3,1.

При заданому в ТЗ співвідношенню сигнал/шум

=70дБ = 3162 раз і R_вх.  R_вих.дж. = 250 Ом, F = 13000-60 = 12,94 кГц

маємо:

мВ ≤U_дж = 1.2мВ.

З тотожності видно, що транзистор першого каскаду обраний вірно.

2.8 Розподіл частотних і нелінійних спотворень по каскадам

2.8.1 Частотні спотворення М_в..т, що визначається впливом транзистора

Так як верхня робоча частота обраних транзисторів рівна 120 МГц і

знаходиться далеко за межами верхньої робочої частоти підсилювача, то перевіряти їх на спотворення в ВЧ області є недоцільно, тому що вони будуть набагато меншими заданого рівня, випливає це із наступної формули:

2.8.2 Частотні спотворення М_В.СХ, що вносяться елементами схеми каскаду:

- для резистивного каскаду з спільним емітером:

М_В.СХ = 0.2...0.3 дБ,

- для емітерного повторювача:

М_В.СХ = 0.11...0.15 дБ,

Загальні частотні спотворення в схемі верхніх частот визначаються, як сума:

.

Приймаємо частотні спотворення що створюються елементами схеми

КПП1 і вихідним каскадом М_{В.СХ .ККП} = М_В.СХ.1 = 0,15 дБ

ККП2 ввімкнений за схемою спільний емітер, тому спотворення схеми:

М_В.2 = 0,3 дБ.

М_В = М_В.СХ = 0,15+0,3+0,15=0,6 дБ < М_В.ТЗ = 3 дБ, оскільки М_В.Т = 0 дБ.

Частотні спотворення на низьких частотах зумовлені наявністю в каскаді кіл, що впливають на коефіцієнт підсилення в даній області і орієнтовно можуть бути визначені:

• для резистивного каскаду з спільним емітером:

М_Н = 0.8...1.2 дБ,

- для емітерного повторювача

М_Н = 0.2...0.3 дБ,

Загальні частотні спотворення нижніх частот в схемі визначаються, як сума:

.

Приймаємо частотні спотворення що створюються елементами схеми.

КПП1 і вихідним каскадом (спільний колектор) М_Н.ККП = М_Н.1 = 0,3 дБ

ККП2 ввімкнений за схемою спільний емітер, тому спотворення схеми:

М_Н.2 = 0,8 дБ.

М_Н = 0,3+0,8+0,3 = 1,4 дБ  М_Н.ТЗ = 3 дБ.

Як вже згадувалось частотні спотворення, що вносяться транзисторами набагато менші спотворень схеми, тому їх не враховуємо і приймаємо спотворення схеми за спотворення каскаду.

Розподілимо коефіцієнти нелінійних спотворень по каскадам. Кінцевий каскад пісилення вносить найбільші нелінійні спотворення, К_Г = 0,5% і оскільки два інші каскади вносять невеликі спотворення К_Г = 0,25% кожен.