На нижних частотах на нижних и средних частотах

Частотные искажения в области нижних частот определяются коэффициентом частотных искажений

, (4.1)

где τ = Ср (Rк + Rвх_Т) – постоянная времени. (4.2)

Если учитывать и незначительные искажения, создаваемые конденсатором эмиттерной стабилизации, то

,(4.3)

где h_21Э – коэффициент усиления по току транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером;

Rвх_Т – входное сопротивление транзистора (VT₂) с учётом сопротивления делителя напряжения в цепи базы

; , (4.4)

где h_11Э – входное сопротивление транзистора (VT₂), включенного по схеме с общим эмиттером.

Для того чтобы в области нижних частот частотные искажения не превышали допустимой (заданной) величины, емкость С_Р рассчитывается по формуле

. (4.5)

Коэффициент усиления в области нижних частот (К_Н) определяется выражением

,(4.6)

где ;

g₁₁ – входная проводимость транзистора VT₂.

Из формулы (4.6) видно, что с понижением частоты (ω) происходит уменьшение коэффициента усиления из-за наличия в схеме С_Р. Взяв К_Н = 0,7∙ К_СР, можно определить значение нижней граничной частоты f_Н

. (4.7)

Из формулы (4.7) видно, что для уменьшения f_Н необходимо увеличивать постоянную времени

τ = C_Р ∙ R₀ = C_Р (R_К + 1/g₁₁).

Небольшая величина входного сопротивления второго каскада R_ВХ.Т приводит к тому, что емкость С_Р должна иметь значительную величину. Однако величина τ=C_Р∙R₀, в то же время, не должна быть слишком большой, так как при случайном нарушении линейности работы каскада (например, из-за воздействия большой импульсной помехи) возможен заряд С_Р базовым или коллекторным током, что может привести к исчезновению полезного сигнала на выходе схемы.

Фазо-частотная характеристика для области нижних частот определяется формулой

. (4.8)

На нижней граничной частоте f_Н, когда К_Н = 0,7 К_СР

. (4.9)

Область верхних частот

В области верхних частот в общей эквивалентной схеме (рис.4.2). можно пренебречь конденсатором С_Р. С повышением частоты сопротивления емкости С_Р уменьшается. Уменьшается и падение напряжения на сопротивлении этого конденсатора. Поэтому влиянием С_Р можно пренебречь. А вот влиянием емкостей С₁ и С₂ в области верхних частот пренебречь нельзя. С повышением частоты сопротивления этих емкостей и уменьшаются. С учетом емкости нагрузки С_Н они (С₁ и С₂) образуют общую емкость Собщ = С₁ + С₂ + С_Н, шунтирующую коллекторную нагрузку.

Эквивалентная схема РЕУ на верхних частотах представлена на рисунке 4.5.

К

R_i

R_ВЫХ C_ОБЩ R_ВХ

E U_ВЫХ

К_СР

f_СР К_В f_В 0 f

Рис.4.5. Эквивалентная схема РЕУ Рис.4.6. Частотная характеристика РЕУ

на верхних частотах для верхних и средних частот

В данной схеме обозначено:

R_ВЫХ – общее выходное сопротивление первого каскада,

R_ВХ – общее входное сопротивление второго каскада.

Из схемы видно, что С_ОБЩ оказалась включенной параллельно сопротивлениям. Так как сопротивление емкости С_ОБЩ мало, то бόльшая часть тока потечет через С_ОБЩ, а не через сопротивления. По этой причине выходное напряжение U_ВЫХ уменьшается, следовательно, уменьшится и коэффициент усиления, то есть происходит «завал» частотной характеристики в области верхних частот (рис.4.6). Таким образом, «завал» частотной характеристики в области верхних частот вызывается влиянием емкости С_ОБЩ.

Коэффициент частотных искажений, на верхних частотах

, (4.10)

где R_ОБЩ – общее сопротивление, состоящее из R_ВЫХ, R_ВХ и R_К.

. (4.11)

Коэффициент усиления на верхних частотах (К_В) определяется выражением

. (4.12)

Из формулы (4.12) видно, что с повышением частоты происходит уменьшение коэффициента усиления из-за влияния емкости С_ОБЩ.

Взяв К_В=0,7∙К_СР, можно определить значение верхней граничной частоты f_В

. (4.13)

Фазо-частотная характеристика для области верхних частот определяется выражением

φ = –arctg (ω ∙C_ОБЩ ∙R_ОБЩ). (4.14)

Тогда на верхней граничной частоте f_В, когда К_В = 0,7∙К_СР

φ = – arctg 1 = – π/4.

Область средних частот

В области средних частот сопротивление емкости С_Р еще достаточно мало, падение напряжения на нем тоже мало, и влиянием С_Р можно пренебречь. Сопротивление емкости С_ОБЩ в этой области частот еще достаточно велико и ток, протекающий через С_ОБЩ, мал. Поэтому влиянием С_ОБЩ в области средних частот можно пренебречь.

Эквивалентная схема РЕУ на средних частотах представлена на рисунке 4.7. Эта схема содержит только активные сопротивления. Коэффициент усиления не зависит от частоты, поэтому в области средних частот частотная и фазовая характеристики параллельны оси частот. Таким образом, на средних частотах частотные и фазовые искажения отсутствуют.

R_i

E R_K U_ВЫХ

Рис.4.7. Эквивалентная схема РЕУ на средних частотах

Выводы по 1-му вопросу:

1. С помощью эквивалентной схемы можно проанализировать работу РЕУ на нижних, средних и верхних частотах.

2. «Завал» частотных характеристик на нижних частотах происходит за счет влияния разделительных конденсаторов.

3. «Завал» частотных характеристик на верхних частотах происходит за счет влияния паразитных емкостей, а также емкостей, подключенных параллельно нагрузке.