Расчет характеристик выходного каскада

Схема индуктивной высокочастотной коррекции

В резистивном усилительном каскаде

Расчет высокочастотной коррекции

В случаях, когда простые резистивные усилительные каскады не способны обеспечить равномерное усиление в широкой полосе частот, для расширения полосы применяют следующие меры:

— вводят специальные корректирующие элементы с тем, чтобы уменьшить изменение усиления при изменении частоты;

— выбирают активные элементы с большой площадью усиления и малыми значениями входных и выходных емкостей.

Для осуществления коррекции АЧХ в области верхних частот существуют различные способы. При одном из способов последовательно с нагрузкой в коллекторную цепь биполярного транзистора включают индуктивность.

Корректирующая индуктивность L _к увеличивает индуктивное сопротивление на высоких частотах, что компенсирует уменьшение усиления за счет шунтирующего действия емкости:

С _экв= С _вых+ С _монт+ С _н,

где C _вых= C _к S ₀ r_б — выходная емкость каскада; С _монт— емкость монтажа и С _н — емкость нагрузки.

Индуктивность L _к, емкость С _экви сопротивление R _нобразуют контур с сопротивлением потерь» R _н.

Значение корректирующей индуктивность L _к выбирают равным:

,

где — постоянная времени в области верхних частот резистивного каскада.

Далее определяют постоянную времени в области верхних частот откорректированного усилителя:

и находят величину верхней граничной частоты усилителя со схемой ВЧ коррекции:

.

При расчете коррекции для промежуточного каскада в качестве сопротивления R _нследует взять входное сопротивление R _вхпоследующего каскада.

Существует оптимальное значение индуктивности:

L _{к опт}= С _экв R _н Q ²,

где Q — значение добротности контура.

Если выбрать значении добротности контура равным , то при сохранении монотонности АЧХ верхняя граничная частота увеличится в 1,7 раза.

В случае отсутствия реактивности нагрузки для коррекции искажений АЧХ,

вносимых транзистором на ВЧ, можно ввести эмиттерную коррекцию.

Схема каскада усилителя с эмиттерной коррекцией изображена на рисунке 4.6. Для осуществления этого типа коррекции к сопротивлению обратной связи подключается конденсатор обратной связи С _ос.

При выборе элементов коррекции R _ос и С _ос следует руководствоваться следующим.

Коэффициент усиления с учетом ООС:

,

где А — глубина ООС:

Расчет сопротивления рассмотрен РАНЕЕ.

Далее следует определить оптимальное значение постоянной времени цепи:

.

Значение задается в самом начале расчета усилителя при распределении частотных искажений в области ВЧ по каскадам.

Далее определяется коэффициент

где коэффициент n определяется при известной входной ёмкости каскада C _вх :

n = (K ₀ R _ос C _вх)/τ_в.

Окончательно следует уточнить значение верхней частоты корректированного каскада:

.

Если полученное значение получилась больше требуемой, то искажения, вносимые каскадом будут не более заданных.

Значение емкости конденсатора в цепи обратной связи определится как

.

При расчете каскада следует учесть, что введение данной ООС увеличивает входное сопротивление усилителя и уменьшает входную емкость в А раз.