Для определения показателей всего усилителя необходимо знать характеристики отдельных усилительных каскадов. Так, основным показателем КПУ является коэффициент усиления и зависимость его модуля и фазы от частоты. Зная требуемый коэффициент усиления КПУ и допустимые частотные, фазовые и переходные искажения, можно получить расчетные соотношения для выбора элементов усилительного каскада. Для определения показателей всего усилителя необходимо его разбить на отдельные каскады, и для каждого каскада найти его основные характеристики.
Рис.1
Построение эквивалентных схем. Для нахождения основных показателей КПУ необходимо построить его эквивалентную схему. Эквивалентная схема усилительного каскада — это электрическая схема, состоящая из необходимого числа линейных элементов (проводимостей, генераторов тока и т. д.). Для переменного тока эквивалентная схема равноценна (эквивалентна) рассматриваемому каскаду.
Эквивалентные схемы строят по правилам:
- Мысленно разделяют многокаскадный усилитель на отдельные каскады так, чтобы линия раздела (штриховая линия на рис.1) проходила как бы в середине УЭ, и составляют эквивалентную схему для выходной цепи предыдущего УЭ, цепи межкаскадной связи и входной цепи последующего УЭ.
- Решают какие элементы имеют малое сопротивление по переменному току и какими можно пренебречь: в резисторном каскаде Сэ и Сф большой емкости, а значит имеют маленькое сопротивление и шунтируют Rэ и Rф соответственно. Следовательно, эти элементы при составлении эквивалентных схем можно не учитывать.
- Все элементы эквивалентной схемы соединяются в соответствии с тем, как протекают переменные токи в усилительном каскаде. Если для переменного тока участок цепи КПУ представляет собой короткое замыкание, например источник постоянного питания, то он заменяется на эквивалентной схеме проводником.
В результате получают эквивалентную схему резисторного каскада:
|
|
Рис. 2
Эту схему можно несколько упростить. Так, учитывая, что емкость конденсатора Ср2 на несколько порядков выше всех остальных емкостей схемы, их можно объединить в одну Со. В эквивалентной схеме каскада на биполярном транзисторе Со = Свых + С м + С вх. Резисторы R1сл и R2сл включены на эквивалентной схеме параллельно и сопротивление их можно заменить одним Rд.сл. Тогда получим обобщенную эквивалентную схему резисторного каскада:
Рис.3 Рис. 4