РАСЧЕТ КАСКАДА СО СЛОЖЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЙ

6.3. РАСЧЕТ КАСКАДА СО СЛОЖЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЙ

Принципиальная схема каскада со сложением напряжений [10] приведена на рис. 6.3,а, эквивалентная схема по постоянному току – на рис. 6.3,б, по переменному току – на рис. 6.3,в.

а) б) в)

При выполнении условия:

, (6.10)

напряжение, отдаваемое транзистором каскада, равно амплитуде входного воздействия. Коэффициент усиления по току транзистора включенного по схеме с общей базой равен единице. В этом случае ток, отдаваемый предыдущим каскадом, практически равен току нагрузки. Поэтому ощущаемое сопротивление нагрузки каскада равно половине сопротивления , его входное сопротивление также равно половине сопротивления, вплоть до частот соответствующих = 0,7. Это следует учитывать при расчете рабочих точек рассматриваемого и предоконечного каскадов.

Коэффициент усиления каскада в области верхних частот, с учетом выполнения равенства (6.10), описывается выражением:

,

где

;

;

;

;

.

Оптимальная по Брауде АЧХ каскада реализуется при расчете  и  по формулам [10]:

; (6.11)

, (6.12)

а значение  определяется из соотношения:

. (6.13)

Пример 6.3. Рассчитать , ,  каскада со сложением напряжений приведенного на рис. 6.3, при использовании транзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 2.1) и условий: = 50 Ом; = 0,9.

Решение. По формулам (6.11), (6.12) получим = 3 кОм; = 10,4 пФ. Теперь по (6.13) найдем: =478 МГц.

7. РАСЧЕТ КАСКАДОВ С ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНЫМИ КОРРЕКТИРУЮЩИМИ ЦЕПЯМИ

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]. В этом случае расчеты входных, выходных и межкаскадных КЦ ведутся с использованием эквивалентной схемы замещения транзистора приведенной на рис. 1.2, а в цепи коллектора вместо резистора  устанавливается дроссель , исключающий потери мощности в коллекторной цепи.

Пример построения схемы усилителя с КЦ приведен на рис. 7.1, где ВхКЦ – входная КЦ, МКЦ – межкаскадная КЦ, ВыхКЦ – выходная КЦ.

Рис. 7.1

7.1. РАСЧЕТ ВЫХОДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ

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 достигается включением выходной емкости транзистора (см. рис. 1.2) в фильтр нижних частот, используемый в качестве выходной КЦ. Схема включения выходной КЦ приведена на рис. 7.2.

Рис. 7.2

При работе усилителя без выходной КЦ, модуль коэффициента отражения || ощущаемого сопротивления нагрузки внутреннего генератора транзистора равен [3]:

|| = , (6.14)

где  - текущая круговая частота.

В этом случае уменьшение выходной мощности относительно максимального значения, обусловленное наличием , составляет величину:

, (6.15)

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 .

Истинные значения элементов рассчитываются по формулам:

(6.16)

где  - верхняя круговая частота полосы пропускания усилителя.

Пример 7.1. 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 (6.16) получим: = 12,8 нГн; = 5,3 пФ; = 43,4 Ом. Используя соотношения (6.14), (6.15) найдем, что при отсутствии выходной КЦ уменьшение выходной мощности на частоте, обусловленное наличием, составляет 1,57 раза, а при ее использовании - 1,025 раза.

Похожие работы

Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Скачать

30170

2

24

... 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 ...

Усилитель широкополосный

Скачать

26437

3

15

... fв = 40МГц; Ko = 80,12(раз). Значению “1” соответствует значение коэффициента усиления указанного в задании - S21 = 20дБ. 7 Заключение В ходе курсового проектирования был разработан широкополосный усилитель с характеристиками близкими к указанным в техническом задании. Выходной каскад обеспечивает требуемое выходное напряжение Промежуточный каскад дает необходимое усиление и искажения в ...

ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Скачать

19583

4

0

... РЗИ _____В.И.Ильюшенко ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 2 на курсовое проектирование по дисциплине “Схемотехника АЭУ” студенту гр.180 Курманову Б.А.   1.    Тема проекта Импульсный усилитель 2.    Сопротивление генератора Rг = 75 Ом. 3.    Коэффициент усиления K = 25 дБ. 4.    Длительность импульса 0,5 мкс. 5.    Полярность "положительная". 6.    Скважность 2. 7.    ...

Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на полевых транзисторах

Скачать

22590

13

22

... Ом. Подставляя известные СВХ, RГ и RЗ в (6.2), получим: LЗопт=37,5 нГн. Далее определим: =; =. Подставляя найденные величины в (6.3), рассчитаем: fB=130 МГц. 7 РАСЧЕТ ВЫХОДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ В рассматриваемых выше усилительных каскадах расширение полосы пропускания связано с потерей части выходной мощности в резисторах корректирующих цепей (КЦ) либо цепей обратной связи. От выходных ...