2014-02-02
1052
При расчете основных характеристик выходного каскада следует вначале определить коэффициент усиления каскада в области средних частот:
где 
— низкочастотное значение крутизны транзистора в рабочей точке.
Для УИС однополярного сигнала низкочастотное значение крутизны транзистора 
следует определять для усредненного тока коллектора 
:
Далее необходимо определить требуемое значение постоянной времени каскада в области ВЧ (или МВ) для i - го каскада:
— для УГС с заданной верхней граничной частотой
где 
— доля частотных искажений (в относительных единицах), распределенных на каскад;
— для УИС
,
где 
— время установления фронта, распределенное на каскад.
Затем необходимо рассчитать ожидаемое значение постоянной в области ВЧ (или МВ) рассчитываемого каскада:
где 
— емкость, нагружающая выходной каскад (если для выходного каскада не задана, то взять 
В последнем выражении первое слагаемое суммы (t i) соответствует постоянной времени транзистора i -го каскада, второе слагаемое суммы (t i 1) — постоянной времени выходной цепи транзистора, а третье слагаемое суммы (t i 2) — постоянной времени нагрузки.
Если 
, то ожидаемые искажения будут не больше заданных.
В противном случае, т.е. когда 
, возможно уменьшение
путем снижения 
(уменьшение номинала 
).
Затем следует уточнить положение рабочей точки и т.д., т.е. проделать цикл вычислений, аналогичный рассмотренному.
Если по каким-либо причинам уменьшение 
нежелательно (например, при требовании согласования выхода усилителя с нагрузкой), то следует (если имеется запас по коэффициенту усиления) ввести в каскад отрицательную обратную связь (ООС),
ориентировочно полагая, что 
уменьшится в глубину обратной связи раз.
В случае, если введение ООС нежелательно, например, ввиду малости ожидаемого 
, требуется применение транзистора с большей 
.
При последовательной связи по току, глубину ООС следует определить из выражения [5]:
где 
— сопротивление обратной связи
Учитывая ООС, крутизна усиления транзистора определится:
ОКОНЧАТЕЛЬНО подставляя в выражения (3.3) и (3.4) 
вместо 
, получим значение коэффициента усиления и постоянной времени каскада в области ВЧ (или МВ) с учетом ООС:
,
.
Если полученные значения 
и 
удовлетворяют первоначально заданным, и 
, то далее следует определить входные параметры каскада:
— входное сопротивление каскада
,
где 
— входное сопротивление транзистора с ОЭ,
— сопротивление базового делителя (параллельное соединение 
и 
); 
— сопротивления.
— входную динамическую емкость каскада
При наличии в каскаде ООС следует в последнем выражении вместо 
следует применять значение 
.
Для построения АЧХ и ФЧХ i -го каскада в области ВЧ следует воспользоваться выражениями:
— относительного коэффициента передачи Y в
где 
;
φв i = –arctg (ωτв i);
— коэффициента частотных искажений M в i
M в i = 1/ Y в i.
Связь коэффициента частотных искажений M в и f в усилителя выражается как
.
В случае применения одинаковых каскадов в n -каскадном усилителе полоса рабочих частот сужается, поэтому верхние граничные частоты каскадов необходимо корректировать путем увеличения ее до значения равного
.
Расчет характеристик выходного каскада в области верхних частот, приведенный в параграфе, справедлив для других i -х каскадов.
