Расчет усилителя в области средних частот
Коэффициент усиления напряжения, по определению, равен
Под входным и выходным напряжением принимают либо амплитуду Um переменного напряжения, либо скачок напряжения ΔU. В последнем случае
.
Выходной сигнал равен
Используя формулу дифференциала тока коллектора
получаем выражение для дифференциала выходного напряжения в виде
Входной сигнал равен
Входное сопротивление транзистора без обратной связи равно параметру транзистора h11э, который зависит от тока базы:
,
где температурный потенциал φт = 26 мВ.
Последовательная обратная связь увеличивает входное сопротивление
Коэффициент усиления с отрицательной обратной связью равен
Отсюда можно определить сопротивление резистора RЭ1, необходимое для получения заданного коэффициента усиления:
Сопротивление резистора RЭ2 = RЭ – RЭ!.
Расчет усилителя в области низких частот
| R |
| C |
| Uвых |
| Uвх |
Коэффициент передачи цепи
На средних и высоких частотах коэффициент передачи близок к единице. Но с понижением частоты емкостное сопротивление
|
|
|
возрастает и коэффициент усиления уменьшается.
На частоте ωн = 1/RC модуль коэффициента снижается в √2 раз. Эта частота называется нижней граничной частотой усилителя. В усилителе имеются три таких цепи: C1-RВХ; С2-(RК+RН); CЭ-RЭ2.
Постоянная времени каждой цепи равна:
Входное сопротивление усилителя
Частотная характеристика усилителя на низких частотах с учетом действия всех трех CR цепей имеет вид
Постоянная времени нижних частот усилителя в цело находится из формулы
Нижняя граничная частота усилителя равна
или
Целесообразно постоянные всех трех CR цепей установить одинаковыми. Сначала находим постоянную времени усилителя (в миллисекундах),
Затем принимаем равные значения постоянных времени CR цепей
после чего вычисляем емкости конденсаторов (в микрофарадах):
Сопротивления подставлять в килоомах. Значения емкостей округлять до ближайшего разрешенного номинала:
1,0; 1,3; 1,8; 2,4; 3,3; 4,3; 5,6; 7,5.
Расчет усилителя в области высоких частот
С повышением частоты сигнала начинают проявляться два фактора, которые приводят к снижению коэффициента усиления:
|
|
|
1) уменьшение дифференциального коэффициента передачи тока базы
2) шунтирующее действие емкости нагрузки, которая уменьшает модуль сопротивления нагрузки
Подставим эти величины в формулу коэффициента усиления на высоких частотах:
где τβ – постоянная времени транзистора на высоких частотах
τβ = 1/2πfβ;
fβ – «предельная» частота транзистора, на которой βдиф снижается в √2 раз по сравнению с коэффициентом h21э на низких частотах. Обычно в справочниках приводится «граничная» частота fгр, на которой модуль βдиф равен единице, и коэффициент h21э. Этих данных достаточно, чтобы определить fβ и τβ:
fβ = fгр/ h21э; τβ = h21э /2π fгр .
Обобщенная формула частотного коэффициента усиления в области верхних частот выглядит в виде
где
постоянная времени усилителя в области верхних частот. Верхняя граничная частота равна
или
Частоту задавать в МегаГерцах, постоянную времени – в микросекундах, сопротивления – в килоОмах, емкость – в наноФарадах.
Сквозная частотная характеристика охватывает весь диапазон частот. Характеристика строится в линейно-логарифмическом масштабе Точки отсчета по шкале частот берутся логарифмически равномерно.. «Средняя» частота равна 1024 Гц. Остальные частоты понижаются и повышаются на октаву, т. е. удваиваются либо делятся на два:
|
|
|
32; 64; 128; 256; 512; 1024; 2048; 4096; 8192; 16384; ….
| fв в |
| fн |
| f |
| Ku.o |
| Ku |
| 0 в |
| Ku.o √2 |
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 39; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!