Роль Cэ

С_э обеспечивает прохождение i_э (переменная составляющая тока эмиттера) минуя Rэ, если Х_Сэ << R_э. Х_Сэ=1/(2πfC_э) – емкостное сопротивление.

Поэтому i_э (входной сигнал) заметно усиливается.

Расчет Rэ:

Выбираем U_Rэ = (0,1÷0,3)E_к – падение напряжения в R_э.

R_э = U_Rэ/I_эA = U_Rэ/(I_бA+I_кA)

Расчет Сэ:

1 / (2π f_н С_э) = R_э / (3÷5)

С_э = (3÷5) / ( 2π f_н R_э), где f_н – низшая частота сигнала, Гц в нашем примере f_н=100Гц;

R_э, Ом;

С_э, Ф

Уточненный расчет R1, R2 для схемы №3:

R’₁ = (E_к – U_бэА – U_Rэ) / (I_д + I_бА)

R’₂ = (U_бэА+ U_Rэ) / I_д

Тема 5.3 Многокаскадные усилители (МУ)

1. Коэффициент усиления МУ. Требования к элементам связи между каскадами.

2. Усилители с резистивно-емкостной связью между каскадами.

3. Усилители с трансформаторной связью.

4. усилители с непосредственной связью между каскадами.

1. МУ применяется, когда один каскад не обеспечивает заданного коэффициента усиления.

Ku = Ku₁ · Ku₂ ·…· Ku_n

где Ku – коэффициент усиления всего усилителя;

Ku₁- коэффициент усиления 1 каскада… т. д.

Ku(Дб) = Ku₁(Дб) +Ku₂(Дб) +…+ Ku_n(Дб)

Элементы связи между каскадами должны обеспечить:

1. Согласование сопротивлений Rвых1 и Rвх2;

2. Наименьшее искажение сигнала;

3. Малую потерю напряжения сигнала.

2. Усилители с резистивно-емкостной связью

Схема двухкаскадного усилителя с резистивно-емкостной связью.

Рис.16

i_к1

Ср1, Ср2, Ср3 – разделительные конденсаторы.

Например:

1. Cр2 разделяет каскады по постоянным составляющим тока, поэтому режим работы второго каскада не зависит от элементов первого каскада, это позволяет: рассчитывать, проверять, настраивать режим работы каждого каскада в отдельности.

2. Ср2 пропускает переменную составляющую тока коллектора первого каскада (i_к1) в R2, где создается падение напряжения являющееся входным для второго каскада.

3. При этом Ср2 вносит частотные искажения. Ср2 заваливает низкие частоты.

f ↓→ X_Ср2 ↑→ U_Ср2 ↑→ U_вых ↓→ Ku ↓

Покажем это на АЧХ:

Рис.17

ОБ показывает, что чем меньше частота (f), тем меньше коэффициент усиления (Ku) –это завал низких частот.

Завал низких частот также обуславливает Cэ.

При f↓→X_Сэ↑, следовательно может сравняться с R_э, поэтому влияние R_э возрастает, Ku↓.

ГН – завал высоких частот. Обусловлен влиянием емкости коллекторного перехода транзистора Cк.

Рис.18

Ск включен параллельно нагрузке и шунтирует ее по высокой частоте, т.е.

f ↑→X_Ск ↓→ I_с↑→ I_н↓ Ku↓

Резистивно-емкостная связь (R-C) применяется тогда, когда не надо усиливать постоянный ток и очень низкие частоты.

Расчет Ср:

Ср = (3÷5) / ( 2π f_н (R_вх2 + R_вых1)),

где f_н =100Гц;

R_вх2, R_вых1, ОМ;

Ср, Ф

3. Усилители с трансформаторной связью.

Особенности трансформаторной связи:

1. Трансформатор не преобразует постоянный ток, поэтому разделяет каскады по постоянному току (см. R-С связь).

2. Трансформатор заваливает низкие частоты.

3. Трансформатор за счет резонансных свойств вносит дополнительные частотные искажения на резонансной частоте(f_рез).

4. Трансформатор, преобразуя напряжение и ток, например, в 10 раз, преобразует сопротивление в 100 раз. Это позволяет согласовать любое сопротивление R_вх2 с R_вых1

5. Трансформатор имеет большую массу, габариты, большую стоимость.

6. Трансформатор позволяет снизить напряжение питания в два раза, т.к. потери напряжения от постоянного тока в W1 малы.

АЧХ усилителя с трансформаторной связью

Рис.19

Схема двухкаскадного усилителя с трансформаторной связью.

Рис.20

Сб – блокировочный конденсатор. Обеспечивает прохождение переменной составляющей тока минуя R2, поэтому Ku↑.