Рассчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах (стр. 7 из 9)

;

.

Оптимальная по Брауде АЧХ каскада реализуется при расчете

, по формулам [12]:

; (1.68)

, (1.69)

а значение

определяется из соотношения:

. (1.70)

Пример 12. Рассчитать

, , каскада со сложением напряжений приведенного на рисунке 6.4, при использовании транзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 1) и условий: =50 Ом; =0,9.

Решение. По формулам (1.68), (1.69) получим

=3 кОм; =10,4 пФ. Теперь по (1.70) найдем =478 МГц.

7 РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ С ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНЫМИ КОРРЕКТИРУЮЩИМИ ЦЕПЯМИ

7.1 РАСЧЕТ ВЫХОДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ

В рассматриваемых выше усилительных каскадах расширение полосы пропускания было связано с потерей части выходной мощности в резисторах корректирующих цепей, либо цепей ООС. Этого недостатка лишены усилители, построенные по принципу последовательного соединения корректирующих цепей (КЦ) и усилительных элементов [2].

Пример построения такой схемы усилителя по переменному току приведен на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 Схема усилителя с корректирующими цепями

При этом расчеты входных, выходных и межкаскадных КЦ ведутся с использованием эквивалентной схемы замещения транзистора приведенной на рисунке 1.2. Из теории усилителей известно [3], что для получения максимальной выходной мощности в заданной полосе частот необходимо реализовать ощущаемое сопротивление нагрузки, для внутреннего генератора транзистора, равное постоянной величине во всем рабочем диапазоне частот. Это можно реализовать, включив выходную емкость транзистора (см. рисунок 1.2) в фильтр нижних частот, используемый в качестве выходной КЦ. Схема включения выходной КЦ приведена на рисунке 7.2.

Рисунок 7.2 Схема выходной корректирующей цепи

При работе усилителя без выходной КЦ, модуль коэффициента отражения |

| ощущаемого сопротивления нагрузки внутреннего генератора транзистора равен [3]:

|

|= , (1.71)

где

- текущая круговая частота.

При этом уменьшение выходной мощности относительно максимального значения, обусловленное наличием

, составляет величину:

, (1.72)

где

- максимальное значение выходной мощности на частоте при условии равенства нулю ;

- максимальное значение выходной мощности на частоте при наличии .

Описанная в [3] методика Фано позволяет при заданных

и рассчитать такие значения элементов выходной КЦ и , которые обеспечивают минимально возможную величину максимального значения модуля коэффициента отражения в полосе частот от нуля до . В таблице 7.1 приведены нормированные значения элементов , , рассчитанные по методике Фано, а также коэффициент , определяющий величину ощущаемого сопротивления нагрузки относительно которого вычисляется .

Таблица 7.1 Нормированные значения выходной КЦ

0,10,20,30,40,5	0,1800,3820,5470,6820,788	0,0990,1950,2850,3670,443	0,0000,0020,0060,0130,024	1,0001,0011,0021,0101,020
0,60,70,80,91,0	0,8650,9170,9490,9630,966	0,5130,5790,6420,7040,753	0,0370,0530,0710,0910,111	1,0361,0591,0861,1171,153
1,11,21,31,41,5	0,9580,9440.9270,9040,882	0,8230,8810,9400,9981,056	0,1310,1530,1740,1950,215	1,1931,2381,2841,3321,383
1,61,71,81,9	0,8580,8330,8080,783	1,1151,1731,2331,292	0,2350,2550,2730,292	1,4371,4901,5481,605

Истинные значения элементов рассчитываются по формулам

(1.73)

Пример 13. Рассчитать выходную КЦ для усилительного каскада на транзисторе КТ610А (

=4 пФ), при =50 Ом, =600 МГц. Определить и уменьшение выходной мощности на частоте при использовании КЦ и без нее.

Решение. Найдем нормированное значение

: = = =0,7536. В таблице 7.1 ближайшее значение равно 0,753. Этому значению соответствуют: =1,0; =0,966; =0,111; =1,153. После денормирования по формулам (1.73) получим: =12,8 нГн; =5,3 пФ; =43,4 Ом. Используя соотношения (1.71), (1.72) найдем, что при отсутствии выходной КЦ уменьшение выходной мощности на частоте , обусловленное наличием , составляет 1,57 раза, а при ее использовании - 1,025 раза.

7.2 РАСЧЕТ КАСКАДА С РЕАКТИВНОЙ МЕЖКАСКАДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПЬЮ ТРЕТЬЕГО ПОРЯДКА

Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 7.3 [4, 14].

Рисунок 7.3 Каскад с межкаскадной корректирующей цепью третьегопорядка