2.3 Расчёт схемы в области нижних частот

Для рассмотрения работы каскада в области низких частот на рисунке 2.4 а, приведена эквивалентная схема. Сначала рассматривается влияние конденсатора С₁. Для этого случая входную цепь усилительного каскада можно преобразовать к виду, представленному на рисунке 2.4 б, где многоэлементная схема действует своим сопротивлением R_вх, включенным в цепь С₁.

а) б)

Рисунок 2.4

Обозначим τ_нCi – постоянная времени.

Соответствующие постоянные времени рассматриваемой цепи:

, (2.18)

(R_i||R₅+R_н), (2.19)

||R_выхu), где (2.20)

,

,

Анализ этих величин позволяет заключить, что > > и следовательно, < <

(2.21)

Для того чтобы количественно оценить уменьшение усиления, вводят понятие коэффициента частотных искажений , который показывает, во сколько раз коэффициент усиления в области средних частот () больше коэффициента усиления в области низших частот (). Так как в области низших частот коэффициент усиления является комплексной величиной, то под понимают его модуль. Коэффициент частотных искажений выражают в деци­белах (дБ).Частотные искажения за счет емкости C_i можно определить по формуле (2.22)

(2.23)

Пусть (2.24)

Из формулы (2.23) получим:

(2.25)

Подставляя (2.24) в (2.25), с учётом того, что f_н = 60 Гц, находим:

, (2.26)

, (2.27)

(2.28)

Из выражений (2.18- 2.20) находим значения конденсаторов С_{1 ,}С_2, С₃:

С₁= (2.29)

С₂= (2.30)

С₃= (2.31)

По данным, приведенным в справочнике по ряду E24, подбираются наиболее близкие значения ёмкостей. Округление происходит в большую сторону, так как необходимо обеспечить частотные искажения не больше заданных:

С₁ = 8,2 пФ; С₂ = 2,7 мкФ; С₃ = 30 мкФ

Тогда, используя уточненные данные С₁, С₂, С₃ получаем:

= С₁(R_г + R_вх )=8,2*10^‑9*900000=0,00738 (2.32)

(2.33)

(2.34)

2.4 Расчёт схемы в области высоких частот.

При рассмотрении работы каскада на полевом транзисторе в области высоких частот прежде всего рассматривается изменение входного сопротивления каскада. При возрастании частоты входного сигнала для определения входного сопротивления необходимо учитывать влияние емкости C_зи и C_зс. На рисунке 2.4, а, б, приведены эквивалентные схемы для входной части каскада ОИ в области высоких частот.

а б

Рисунок 2.4 а, б - эквивалентные схемы для каскада ОИ

в области высоких частот

При работе на высоких частотах одним из основных параметров усилительного каскада на полевом транзисторе становится входная емкость

С_вх, величина которой может быть представлена в виде

(2.35)

(2.36)

(2.37)

(2.38)

После подстановки получаем:

(2.39)

(2.40)