3.2.4. Входной сигнал

Параметры входного сигнала находят по входным и выходным характеристикам транзистора (см. рис. 3.3):

1. Определяют амплитуды тока базы I_{б m} и напряжения U_бэ.m. По выходным характеристикам определяют I_{б max} и I_{б min} , при которых ток коллектора достигает I_max и I_min соответственно, и амплитуду тока базы I_{б m}:

. (3.22)

По входной характеристике (рис.3.3,б) находят U_{бэ max} и U_{бэ min}, соответствующие токам I_{б max} и I_{б min}, и определяют амплитуду U_{бэ m}:

. (3.23)

2. Входную мощность P_вх определяют с учетом (3.22) и (3.23):

. (3.24)

3. Входное сопротивление определяют как среднее между точками М и K с учетом (3.22) и (3.23):

. (3.25)

Величины P_вх, R_{вх ср.}, I_{б m} являются исходными для расчета предоконечного каскада. Из-за низкого кпд класс А применяется при небольших значениях мощности P_~. При P_~ > 1  2 Вт использование класса А становится невыгодным даже при питании от промышленной сети. В переносной аппаратуре и микроэлектронных УМ класс А не используется.

3.3. Оценка коэффициента гармоник (нелинейных искажений)

Как уже указывалось, для получения максимальной P_~ и приемлемого кпд приходится увеличивать коэффициенты  и , т.е. захватывать и нелинейные участки характеристик (уменьшать I_{к min}, U_{кэ min}), что приводит к возрастанию коэффициента гармоник K_г . Однако для каждой нагрузки допускается определенный уровень нелинейных искажений K_{г доп.} Фактический K_г не должен превышать допустимый уровень K_{г доп.} Поэтому каждый раз после того, как положение нагрузочной линии ВС определено и установлены I_max и U_{кэ min} необходимо определить величину K_г. Поскольку нелинейные искажения определяются в основном нелинейностью выходных и входных характеристик, то и расчет (оценку) K_г производят по сквозной динамической характеристике I_к = f (E_г), учитывающей нелинейности выходной и входной характеристик.

3.3.1. Построение сквозной динамической характеристики

Построение I_к = f (E_г) производится по выходным и входным характеристикам в следующей последовательности:

1. Находятся I_к1, I_к2, ..., I_к7 в точках пересечения 1,2, ..., 7 статических выходных характеристик с нагрузочной линиейВСдля переменного тока (рис. 3.4). Количество точек пересечения определяется числом выходных характеристик в справочнике для данного транзистора (или снятых экспериментально) и может быть больше или меньше числа точек, показанных на рис. 3.4.

2. По входной характеристике (см. рис. 3.4,б) определяется напряжение база-эмиттерU_б1,U_б2, ...,U_б7для токовI_б1,I_б2, ...,I_б7, соответствующих токам коллектораI_к1,I_к2, ...,I_к7в точках 1, 2, ..., 7 на рис. 3.4.

С

б а

Рис. 3.4

3. По напряжениямU_б1,U_б2, ...,U_б7, токам I_б1,I_б2, ...,I_б7 и величине внутреннего сопротивления источника сигналаR_гнаходят величину ЭДС источника синусоидального сигналаE_гдля каждой точки по уравнениям:

E_г1=U_б1 +I_б1R_г,

E_г2=U_б2 +I_б2R_г , (3.26)

…

E_г7=U_б7 +I_б7R_г.

Для выходного каскада (УМ) R_гявляется выходным сопротивлением предыдущего каскада и согласно (2.51)

R_г= R_{вых.пред} R_{к n-1} R_{б n}.

3. По токам I_к1,I_к2, ...,I_к7и величинам ЭДСE_г1, E_г2, ... E_г7строится сквозная динамическая характеристикаI_к= f (E_г), приведенная на рис. 3.5.

Рис. 3.5