Видеоусилитель (стр. 4 из 9)

, (4.1)

где

- постоянная времени в области ВЧ каскада без коррекции; - постоянная времени цепи эмиттерной коррекции:

; (4.2)

- глубина ООС:

.

Для получения максимально широкой и плоской АЧХ при

постоянную времени цепи коррекции необходимо выбирать из условия:

. (4.3)

При этом верхняя граничная частота:

. (4.4)

Из выражений (4.2) и (4.4) следует, что расширение полосы пропускания осуществляется за счет уменьшения коэффициента усиления. Это означает, что площадь усиления каскада с эмиттерной коррекцией остается постоянной.

Расчет схемы производится следующим образом.

1. Задают значения коэффициента усиления

и частота , которые должны обеспечивать рассчитываемый каскад, параметры нагрузки , и параметры транзистора , , .

2. Определяют эквивалентную емкость

:

.

3. Рассчитывают необходимое значение глубины ООС:

. (4.5)

4. Находят необходимое значение коллекторного сопротивления:

(4.6)

5. Рассчитывают элементы цепи коррекции:

; (4.7)

. (4.8)

6. Сопротивление

, шунтируемое емкостью большого номинала

, выбирается таким образом, чтобы суммарное сопротивление было равно сопротивлению рассчитываемому исходя из требований термостабилизации рабочей точки.

Низкочастотная коррекция цепочкой

Осуществить коррекцию АЧХ в области НЧ можно путем соответствующего выбора элементов фильтра

, (см. Рисунок 1). Емкость конденсатора выбирается таким образом, чтобы он шунтировал только в областях СЧ и ВЧ. В области НЧ шунтирующее действие конденсатора уменьшается, что приводит к возрастанию сопротивления коллекторной цепи и уменьшению нижней граничной частоты каскада.

С учетом влияния цепи

, коэффициент передачи в области НЧ описывается выражением

, (5.1)

где

- постоянная времени фильтра; - постоянная времени в области НЧ каскада без коррекции:

. (5.2)

Максимальное расширение полосы пропускания в области НЧ достигается при выборе

из условия:

. (5.3)

В этом случае нижняя граничная частота уменьшается в

раз:

. (5.4)

Расчет каскада с НЧ коррекцией осуществляют в такой последовательности.

1. Задаются требуемыми значениями коэффициента усиления

и нижней граничной частоты , крутизной транзистора , емкостью разделительного конденсатора и сопротивлением нагрузки .

2. Определяют, по необходимости, значение коллекторного сопротивления

3. В соответствии (5.2) определяют постоянную времени

каскада без коррекции.

4. Находят необходимые для осуществления коррекции значения

и :

; (5.5)

. (5.6)

Усилитель с НЧ-коррекцией позволяет улучшить воспроизведение плоской вершины импульса. При оптимальном выборе параметров фильтра, скола вершины уменьшается в

раз.

Выбор и стабилизация режимов работы усилительных каскадов на транзисторах

Режим работы усилительного каскада по постоянному току определяется исходным положение рабочей точки (РТ) активного элемента. Это положение задается в биполярном транзисторе (БТ) током коллектора

и напряжением коллектор-эмиттер .

Выбор РТ активного прибора в усилителях больших сигналов (когда

и ) производят по статистическим вольтамперным характеристикам (ВАХ) прибора, ориентируясь на получение необходимого усиления и допустимых нелинейных искажений усилительного сигнала. При выборе РТ активного прибора в усилителях малых сигналов ( и ) можно ориентироваться на следующие рекомендации [3].

Значения тока

и напряжения выбирают, главным образом для получения определенных усилительных параметров, обеспечения экономичного потребления энергии источника питания и стабильности режима работы. Увеличение улучшает усилительные свойства транзистора, но при этом растут входная и проходная проводимость усилительного прибора, а также энергопотребление каскада. Большие значения желательны с точки зрения уменьшения влияния дестабилизирующих факторов. Следует выполнять условия , где - неуправляемый ток перехода коллектор-база. Если к усилителю не предъявляется специальных требований, то обычно выбирают мА.

Увеличение

улучшает частотные свойства каскада, так как при этом уменьшаются емкость -переходов и, в первую очередь, проходные емкости . Но при большом , приближающимся к предельно допустимым, возрастает вероятность пробоя -переходов. Малые величины напряжений нежелательны из-за потери транзистором усилительных свойств и роста нелинейных искажений, входной, выходной и проходной проводимостей. Рекомендуется брать В.