![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Содержание
- •1.Выбор и анализ схемы усилительного каскада электрического сигналов
- •1.1 Классификация усилителей электрических сигналов
- •1.2 Схемы включения транзисторов
- •1.3 Режимы работы транзисторов
- •1.4 Выбор транзистора для усилительного каскада
- •Выбор рабочей точки и определение параметров покоя транзистора
- •2.1 Моделирование выходных характеристик и построение нагрузочной прямой
- •Моделирование входной характеристики
- •2.3 Моделирование передаточной характеристики
- •2.4Анализ результатов моделирования статических характеристик
- •Расчёт и моделирование усилительного каскада по постоянному току
- •3.1 Расчёт параметров резистивного делителя
- •3.2 Моделирование усилительного каскада с резистивным делителем
- •3.3 Анализ результатов моделирования по постоянному току
- •Расчёт и моделирование транзисторного усилительного каскада по переменному току
- •4.1 Расчёт элементов усилительного каскада
- •4.2 Моделирование усилительного каскада по переменному току
- •4.3 Анализ результатов моделирования усилителя по переменному току
3.3 Анализ результатов моделирования по постоянному току
Сведём данные, полученные при моделировании статических характеристик и резистивного делителя в таблицу 3.3 и рассчитаем погрешность моделирования.
Табл.3.3 Расхождение результатов при моделировании
Параметр |
Статические характеристики |
Резистивный делитель |
Погрешность моделирования |
Iб0 |
18.99274 мкА |
19 мкА |
0.12% |
Uб0 |
1.4448 В |
1.439 В |
0.36% |
Iк0 |
3.59242 мА |
3.567 мА |
0.63% |
Uк0 |
8.81515 В |
8.865 В |
0.50% |
Анализ схемы с фиксированным режимом работы транзистора 2N5830 показывает, что токи и напряжения, полученные путём моделирования статических характеристик и резистивного делителя напряжения, отличаются не более чем на 1%, что является вполне приемлемым для инженерных расчётов. Это свидетельствует о том, что цепи, задающие режим работы рассчитаны верно, и транзистор работает в режиме А.
Расчёт и моделирование транзисторного усилительного каскада по переменному току
4.1 Расчёт элементов усилительного каскада
Целью расчёта и моделирования усилительного каскада является определение номиналов конденсаторов Ср1, Ср2, Сэ, Сф и индуктивности Lф (рис.4.2.1).
Исходными данными для расчёта элементов усилительного каскада являются частота входного сигнала Fc=1100кГц и найдённые номиналы сопротивлений делителя Rд1=76.8 кОм и Rд2=8.45 кОм, цепи обратной связи Rэ = 200 Ом, а также нагрузочной цепи Rк=2 кОм, обеспечивающие выбранный режим работы транзистора.
Исходя из деления эмиттерного сопротивления Rэ в соотношении один к девяти, примем предварительно номиналы сопротивлений Rэ1 и Rэ2 равными соответственно 20 Ом и 180 Ом.
Для расчёта конденсатора Сэ необходимо, чтобы он полностью шунтировал резистор Rэ2 ,исключая влияние отрицательной обратной связи на частоте входного сигнала. Примем сопротивление XСэ на три порядка меньше Rэ2, тогда:
Разделительные конденсаторы Ср1 и Ср2 обеспечивают большое сопротивление постоянному току на входе и выходе усилителя, их сопротивления должны быть много меньше с одной стороны входного, а с другой – выходного сопротивления усилительно каскада. Примем их на два порядка меньше.
XCр1=0.01Rвх XСр2=0.01Rн
Сопротивление
Rвх
состоит
из трёх сопротивлений Rд1,
Rд2,
Rбэ,
включённых параллельно, где
Rбэ=h21Э
RЭ=189
200
Ом=37.8 кОм. Тогда:
Rвх=(Rд1 Rд2 Rбэ)/(Rд2 Rбэ+Rд1 Rбэ+ Rд1 Rд2)= (76.кОм 8.45кОм 37.8кОм)/ (8.45кОм 37.8кОм+76.8кОм 37.8кОм+76.8кОм 8.45кОм)=6.337кОм.
Теперь найдём сопротивление XСр1=Rвх / 100 =63.37 Ом.
Номинал конденсатора:
Найдём сопротивление XСр2=Rн / 100 =20 Ом.
Номинал конденсатора:
Индуктивность Lф служит для блокировки цепи протекания переменной составляющей выходного сигнала в цепь питания каскада. Её сопротивление должно быть как минимум на два порядка больше сопротивления нагрузки транзистора. Тогда:
XLф=Rн 100=200 кОм
Lф=XLф
/ (2
fc
)
=200кОм / 2
3.14
1100кГц=29
мГн.
Конденсатор Cф служит для замыкания цепи протекания переменной составляющей входного сигнала в обход источника питания. Для этого сопротивление конденсатора должно быть как минимум на два порядка меньше сопротивления нагрузки транзистора. Примем сопротивление конденсатора на три порядка меньше сопротивления нагрузки транзистора:
XСф=Rн / 1000 =2 Ом.
Номинал конденсатора:
После определения номиналов конденсаторов Ср1, Ср2, Сэ, Сф и индуктивности Lф расчёт усилительного каскада считается законченным.