5. Параметры схемы замещения каскада.

Определяем параметры схемы замещения VT по переменному току:

1. Крутизна стоко - затворной ВАХ:

.

2. Внутреннее сопротивление транзистора :

.

3. Коэффициент усиления транзистора VT :

.

6. Расчет нелинейных искажений каскада.

Для этого определим амплитуды гармоник тока стока по сквозной динамической характеристике I_с(E_ист) методом пяти ординат.

Напряжение источника рассчитывается по следующим формулам:

E_ист = I_вх·(R_ист+R_з)  I_вх·R_з;

I_вх = U_зи/R_з;

.

Данные заносим в табл.6.1:

Таблица 6.1

Ic, мА	Uзи = Eист, В
25.5	0
20.6	0.5
15.5	1
10.8	1.5
5.6	2
2.3	2.5

Строим сквозную динамическую характеристику I_с=f(E_ист):

Рис. 6.4. Сквозная динамическая характеристика предусилителя.

По сквозной динамической характеристике находим номинальные токи:

I_max=15,6 мА;

I_min =5,7 мА;

I₀=10,8 мА;

I₂=8,2 мА;

I₁=13 мА.

Далее определяем амплитуды гармоник тока

Находим коэффициент нелинейных искажений для транзистора, работающего в режиме А, по формуле:

,

что удовлетворяет исходным требованиям: γ = 2.9% < 3%.

7. Характеристики каскада.

1. Эквивалентное сопротивление транзистора R_экв:

.

2. Коэффициент усиления каскада по напряжению:

K_u = S·R_экв = 10,6·460·10^-3 = 4,9.

3. Входное сопротивление каскада принимаем равным величине сопротивления R_з:

R_вх = R_з = 500 кОм.

4. Входное напряжение каскада:

.

5. Входная мощность:

.

6. Коэффициент усиления мощности:

.

7. Коэффициент усиления тока:

.

8. Расчет конденсаторов с, Си.

Хс(f_н) << R. , отсюда определяем С.

1. Находим емкость конденсатора истоковой цепи С_и:

.

U_cmax =2·(0,011·125) = 2,75 В.

Выбираем С_и=10 мкФ.

Тогда тип С_и: К53-1-102020%.

2. Находим емкость конденсатора С:

Выбираем С =0,033 мкФ.

Тогда тип С: К53-1-0,0332020%.

Тип конденсатора определяет U_co (берем U_cmax=2* U_co) по постоянному току.

9. Расчет звена оос.

1. Расчет требуемой глубины ОС.

Примем _Гsin = (0.90.95)_тз = (0.90.95)·0,21% = 0,2%.

.

,

где  - коэффициент обратной связи, равный

,

F – глубина обратной связи.

.

Глубина обратной связи равна:

.

2. Учет влияния ООС на К_u предварительного усилителя.

При введении ООС в цепи с резистором R_и возникает местная обратная связь, которая уменьшает K_ПУ.

Коэффициент местной обратной связи рассчитываем по формуле:

.

Тогда, K_ПУ с учетом влияния местной ОС равен

.

Уточняем коэффициент усиления усилителя синусоидального источника:

K_u = K_2УМ·K_1УМ·K_ПУ = 15,1·1,74·4,27=112,3.

Теперь рассчитываем требуемый коэффициент ООС:

.

2. Расчет резистора R_ос.

.

Отсюда:

.

Примем R_ос= 18 Ом.

Рассчитаем мощность, выделяемую на этом резисторе:

P_ос = (I_c0)²·R_ос = (0,0108)²·18 = 0,0023 Вт < 0,125 Вт.

Тогда тип R_ос: МЛТ-0,125-±10%.

Желаемая величина R_ос >> R_н (R_ос  10R_н). В противном случае будет сильное влияние на выходной сигнал ООС.

Т.к. R_ос малая величина, то это является показанием к увеличению коэффициента передачи усилителя, что необходимо сделать путем применения дополнительного аналогичного предварительного усилителя на полевом транзисторе.

Т.е. величина увеличивается в раз, где n - число дополнительно введенных каскадов предварительного усиления.