3.5.2. Энергетические соотношения

Эти соотношения во многом совпадают с таковыми из подраздела 3.4.2. Определяются они так же графоаналитическим методом. Построение нагрузочной характеристики ВСна выходных характеристиках транзисторовV3, V5 и результирующей входной характеристикиКМдля составных транзисторов производится точно так же, как описано в подразделе 3.4.2. и представлено на рис. 3.7. Необходимо учесть, что выходными на рис. 3.9 являются транзисторыV3,V5 вместо V2, V3 на рис.3.6 и 3.7 соответственно. Кроме того,R'_ндля схемы на рис. 3.9 задано:

R'_н = R_н+R_э3,

что необходимо учитывать при проведении линии ВС, т.е. точкиВиСтоже заданы:

I_в = –I_c =(Е_п /2 – U_кэ min)/( R_н+ R_э3).

Часть мощности выходных транзисторов (Р_~)теряется в симметрирующих резисторахR_э3,R_э5(R_э3 =R_э5), которые включены по переменному току последовательно с нагрузкойR_н. Для учета этих потерь вводят КПД выходной цепи_вых:

_вых=R_н/(R_н +R_э3). (3.67)

Мощность переменного тока P_~ на выходах транзисторов должна быть больше мощности нагрузкиP_нна величину этих потерь:

Величина _выхвыбирается в пределах_вых= 0,80,9. Выбором величины_выхзадается величинаR_э3(R_э5). Все остальные энергетические соотношения в выходной цепи определяются формулами (3.35)(3.42) подраздела 3.4.2.

3.5.3. Входной сигнал

Входным сигналом для всего усилителя является u_вх, i_вх.осна входе предоконечного каскада на V1. Но чтобы найти величиныu_вх, i_вхна входе (базе)V1, необходимо определить параметры сигнала на входе транзисторовV3, V5, затем на входе инверсных транзисторов VT2 ,VT4 и уже потом–u_вх, i_вх.ос.

1. Параметры входной (базовой) цепи транзисторов V3, V5. Эти параметры определяются так же, как в подразделе 3.4.4. По выходным характеристикам с нагрузочной прямой ВС, построенной для нагрузки R'_н = R_н+ R_э3 и напряжения питания Е_п / 2, определяются:

I_{б max}= I_{б max3}= I_{б max5},I_бА= I_бА3= I_бА5. (3.68)

По входным характеристикам находят

U_{бэ max}=U_{бэ max3}=U_{бэ max5}, U_бэА = U_бэА3 = U_бэА5 . (3.69)

Амплитуды тока базыI_бm, напряжение между базой и эмиттеромU_бэ m, входное сопротивлениеR_вх.сри входная мощностьP_вхопределяются по формулам (3.43), (3.44) и (3.45).

2. Параметры входной (базовой) цепи транзисторов V2, V4. Сначала находят токи коллектора транзистора V2 – I_к max2, I_кА2, которые определяются базовыми токами I_{б max} , I_бА (3.68) и токами, идущими в резистор R_э2 (R_э4). Резисторы R_э2, R_э4 улучшают стабильность каскада и уменьшают нелинейные искажения, но одновременно ухудшают режим работы предоконечного каскада, увеличивая его выходную мощность. С учетом этих условий величину R_э2 (R_э4) выбирают в следующих пределах[6]:

R_э2а(R_вх3+₃R_э3), (3.70)

где R_вх3=r_б3 + r_э3(1+ ₃),а =13.

С учетом (3.70) находят токи I_{к max2},I_кА2:

I_{к max2} =I_{б max3} (1 + 1/а),I_кА2 =I_бА3 (1 + 1/а). (3.71)

Определяют токи базы транзистора V2:

I_{б max2}=I_{к max2}/₂,I_бА2=I_кА2/₂, (3.72)

I_бm2= I_{б max2}–I_бА2.

Величину в (3.72) рекомендуется брать минимальной[6].

По входной ВАХ транзистора V2 находят:

U_{бэ max2} (для I_{б max2} ), U_бэА2 (для I_бА2 )

и амплитуду

U_бэm2 = U_{бэ max2} - U_бэА2. (3.73)

Следует отметить, что в (3.69) и (3.73) находятся напряжения между базой и эмиттером транзистора, например U_бэm2. Эти напряжения намного меньше, чем напряжение возбуждения оконечного каскадаU_mвв точке в (положительная полуволна):

U_{m в} = U_{бэ m2} + U_{бэ m3} + U_m , (3.74)

т.к. транзисторы V2, V3 работают в режиме эмиттерного повторителя.

Если параметры V4 значительно (более 40 %) отличаются от параметровV2, то для базовой цепи V4 делают отдельный расчет, такой же, как для базовой цепи V2. Напряжение возбуждения нижнего плеча меньше, чем (3.74):

U_{m б}=U_{бэ m4}+_выхU_m,_вых– из (3.67). (3.74)

3. Параметры входной (базовой) цепи предоконечного каскада. Сначала находят сигналы U_вх, i_вх (i_б) без учета ОС:

, (3.75)

где

Затем определяют входной сигнал (I_{вх m ОС} , U_{вх m ОС}) с учетом ОС:

В каскаде действует параллельная по входу ОС, увеличивающая входной ток в F_~раз (I_{вх m ОС} = I_вх F_~).Однако токI_вх.ОСнаходят с учетом величин сигналов на входе (U_{вх m}) и на выходе в точке а (U_m) без учетаF_~ [6]:

(3.76)

Входное напряжение при параллельной ОС не изменяется:

U_{вх.m OC} =U_{вх m}. (3.76)

По величинам I_{вх.m OC}, U_{вх.m OC} определяют входное сопротивление R_вх.OCи входную мощность P_вх.OC:

R_{вх OC} = , (3.77)

. (3.78)

3.5.4. Определение глубины ОС по переменному току F_~

Величина глубины ОС по переменной составляющей F_~определяется так же, как величинаF₌в (3.56). Только вместо сопротивления прямой передачиR_ппроводимости обратной цепи_Sпо постоянному току нужно использовать сопротивление прямой передачиR_п~и проводимости обратной цепи_S~по переменному току (сопротивление емкостейС₁,С_э1принимается равным нулю). С учетом рис.3.10,б и подраздела 2.6.1

F_~=1+R_п~_S~ = (3.79)

где _S~=(3.80)

(3.81)