ВВЕДЕНИЕ

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

2. РАСЧЕТ НЕКОРРЕКТИРОВАННОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

3. РАСЧЕТ КАСКАДА С ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ИНДУКТИВНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ

4. РАСЧЕТ КАСКАДА С ЭМИТТЕРНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ

5. КОРРЕКЦИЯ ИСКАЖЕНИЙ ВНОСИМЫХ ВХОДНОЙ ЦЕПЬЮ

6. СОГЛАСОВАННЫЕ КАСКАДЫ С ОБРАТНЫМИ СВЯЗЯМИ

7. РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ С ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНЫМИ КОРРЕКТИРУЮЩИМИ ЦЕПЯМИ

8. РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЕЙ С ЧАСТОТНО-РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫМИ ЦЕПЯМИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

РАСЧЕТ КОРРЕКТИРУЮЩИХ ЦЕПЕЙ ШИРОКОПОЛОСНЫХ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Цель работы – получение законченных аналитических выражений для расчета коэффициента усиления, полосы пропускания и значений элементов корректирующих цепей наиболее известных и эффективных схемных решений построения усилительных каскадов на биполярных транзисторах (БТ). Основные результаты работы – вывод и представление в удобном для проектирования виде расчетных соотношений для усилительных каскадов с простой индуктивной и истоковой коррекциями, с четырехполюсными диссипативными межкаскадными корректирующими цепями четвертого порядков, для входной и выходной корректирующих цепей. Для всех схемных решений построения усилительных каскадов на БТ приведены примеры расчета.

ВВЕДЕНИЕ

В теории усилителей нет достаточно обоснованных доказательств преимущества использования того либо иного схемного решения при разработке конкретного усилительного устройства. В этой связи проектирование широкополосных усилителей во многом основано на интуиции и опыте разработчика. При этом, разные разработчики, чаще всего, по-разному решают поставленные перед ними задачи, достигая требуемых результатов. Данная работа предназначена для начинающих разработчиков широкополосных усилителей и содержит: наиболее известные и эффективные схемные решения построения широкополосных усилительных каскадов на БТ; соотношения для их расчета по заданным требованиям; примеры расчета. Поскольку, как правило, широкополосные усилители работают в стандартном 50 либо 75-омном тракте, соотношения для расчета даны исходя из условий, что оконечные каскады усилителей работают на чисто резистивную нагрузку, а входные каскады усилителей работают от чисто резистивного сопротивления генератора.

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

В соответствии с [1, 2, 3], приведенные ниже соотношения для расчета усилительных каскадов основаны на использовании эквивалентной схемы замещения транзистора приведенной на рисунке 1.1, либо на использовании его однонаправленной модели [2, 3] приведенной на рисунке 1.2.

Рисунок 1.1- Эквивалентная схема Джиаколетто

Рисунок 1.2 - Однонаправленная модель

Значения элементов схемы Джиаколетто могут быть рассчитаны по паспортным данным транзистора по следующим формулам [1]:

=3 - для планарных кремниевых транзисторов,

=4 - для остальных транзисторов,

;

где

- емкость коллекторного перехода;

- постоянная времени цепи обратной связи;

- статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером;

- граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером;

- ток эмиттера в рабочей точке в миллиамперах.

В справочной литературе значения

часто приводятся измеренными при различных значениях напряжения коллектор-эмиттер

. Поэтому при расчетах

значение

следует пересчитать по формуле [1]

где

- напряжение

, при котором производилось измерение

;

- напряжение

, при котором производилось измерение

Поскольку

оказываются много меньше проводимости нагрузки усилительных каскадов, в расчетах они обычно не учитываются.

Элементы схемы замещения приведенной на рисунке 1.2 могут быть рассчитаны по следующим эмпирическим формулам [4]:

где

- индуктивность вывода базы;

- индуктивность вывода эмиттера;

- предельное значение напряжения

;

- предельное значение постоянного тока коллектора.

При расчетах по эквивалентной схеме, приведенной на рисунке 1.2, вместо

используют параметр

- коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования [2], равный:

(1.1)

где

- частота, на которой коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования равен единице;

- текущая частота.

2 РАСЧЕТ НЕКОРРЕКТИРОВАННОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

2.1 ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД

Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 1.3, где

- сопротивление нагрузки;

- сопротивление в цепи коллектора.

Рисунок 2.1 - Схема оконечного некорректированного каскада.

При отсутствии реактивности нагрузки, полоса пропускания каскада определяется параметрами транзистора. В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в области верхних частот можно описать выражением:

где

; (1.2)

(1.3)

; (1.4)

; (1.5)

При заданном уровне частотных искажений

верхняя частота

полосы пропускания каскада равна:

. (1.6)

Входное сопротивление каскада может быть аппроксимировано параллельной RC цепью [1]:

Рассчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах (стр. 1 из 9)

ВВЕДЕНИЕ