Усилитель широкополосный

2.2 Распределение искажений по каскадам

Для многокаскадного ШУ результирующий коэффициент частотных искажений в области верхних частот (ВЧ) определяется как:

, (2.2)

где Yв - результирующий коэффициент частотных искажений в области ВЧ, дБ.

Yвi - коэффициент частотных искажений I-го каскада, дБ.

Суммирование в формуле (2.2) производится n+1 раз из-за необходимости учета влияния входной цепи, образованной Rг, Rвх, Cвх (рисунок 2.1).

Распределять искажения можно равномерно, при этом:

Yвi = Yв/(n+1) = 2/(2+1) дБ = 0,66 дБ = 0,926119 раз (2.3)

3 Расчет оконечного каскада

Выходной каскад работает в режиме большого сигнала, поэтому расчет его ведем так, чтобы обеспечить заданную амплитуду выходного напряжения при допустимых линейных (в области верхних частот или малых времен) и нелинейных искажениях.

Расчет начнем с выбора транзистора и режима его работы.

3.1 Расчет требуемого режима транзистора

Задание определённого режима транзистора по постоянному току необходимо для обеспечения требуемых характеристик всего каскада.

Для расчета требуемого режима транзистора необходимо определиться с типом каскада, для этого рассчитаем оба: и резистивный и дроссельный каскады и сравним их.

Затем выберем наиболее оптимальный тип каскада.

3.1.1 Расчёт параметров резистивного каскада

Для расчета используем параметры из задания: Rн=50 Ом, , сопротивление коллекторной цепи возьмем равной Rк = Rн = 50 Ом.

Принципиальная схема каскада приведена на рис. 3.1,а, эквивалентная схема по переменному току на рис. 3.1,б.

а) б)

Рисунок 3.1 – Принципиальная и эквивалентная схемы резистивного каскада

1) Найдем ток и напряжение в рабочей точке:

, (3.1)

где - напряжение рабочей точки или постоянное напряжение на переходе коллектор эмиттер;

- напряжение на выходе усилителя;

- остаточное напряжение на транзисторе.

2) Найдем сопротивление нагрузки по сигналу:

(3.2)

3) Постоянный ток коллектора:

, (3.3)

где - постоянная составляющая тока коллектора;

- сопротивление нагрузки по сигналу.

4) Выходная мощность усилителя равна:

(3.4)

5) Напряжение источника питания равно:

(3.5)

6) Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора равна:

(3.6)

7) Мощность, потребляемая от источника питания:

(3.7)

8) КПД: (3.8)

3.1.2 Расчёт дроссельного каскада

В дроссельном каскаде в цепи коллектора вместо сопротивления используется индуктивность, которая не рассеивает мощность и требует меньшее напряжение питания, поэтому у этого каскада выше КПД.

Используем требуемые параметры задания: Rн=50 Ом, .

Рисунок 3.2-Схема дроссельного каскада по переменному току.

1) Найдем напряжение в рабочей точке:

(3.9)

2) Постоянный ток коллектора:

(3.10)

3) Выходная мощность усилителя:

(3.11)

4) Напряжение источника питания равно:

(3.12)

5) Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

(3.13)

6) Мощность, потребляемая от источника питания:

(3.14)

7) КПД: (3.15)

Таблица 3.1 - Характеристики вариантов схем коллекторной цепи.

Из рассмотренных вариантов схем питания усилителя видно, что лучше выбрать дроссельный каскад.

3.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора для оконечного каскада осуществляется с учетом следующих предельных параметров:

1) Граничной частоты усиления транзистора по току в схеме с ОЭ:

, (3.16)

где из технического задания.

Найдем граничную частоту усиления транзистора по току в схеме с ОЭ:

(3.17)

1	2	3	4	5	6	7