- •Методичні вказівки
- •4.3. Розрахунок rc-генератора на операційному
- •4.4. Розрахунок компенсаційного стабілізатора
- •4.5. Розрахунок площі радіатора для відведення тепла від
- •1. Основне завдання розрахунку електричної схеми
- •1.1. Вимоги до точності розрахунків
- •1.2. Порядок розрахунку електронних схем
- •1.3. Послідовність розрахунку електронних схем
- •2. Вибір електрорадіоелементів
- •2.1. Транзистори
- •2.2. Напівпровідникові діоди
- •2.3. Резистори
- •2.4. Конденсатори
- •2.5. Мікросхеми
- •3. Основні параметри підсилювальних елементів
- •3.1. Основні характеристики і параметри біполярного транзистора
- •3.2. Основні параметри і характеристики польового транзистора
- •3.3. Основні параметри і характеристики операційного підсилювача
- •4. Розрахунок електронних вузлів і пристроїв
- •4.1. Розрахунок каскадів попереднього підсилення
- •4.1.1. Розрахунок транзисторного каскаду підсилення в схемі зі спільним емітером
- •4.1.1.1. Розрахунок транзисторного каскаду в схемі зі спільним емітером за постійним струмом
- •4.1.1.2. Розрахунок транзисторного каскаду в схемі зі спільним емітером за змінним струмом
- •Розрахунок підсилювального каскаду в схемі зі спільним колектором
- •4.1.3. Розрахунок підсилювального каскаду в схемі зі спільним колектором і слідкуючим зв’язком
- •Розрахунок підсилювального каскаду в схемі зі спільною базою
- •4.1.5. Розрахунок каскаду попереднього підсилення на польовому транзисторі в схемі зі спільним витоком
- •4.1.6. Розрахунок каскаду попереднього підсилення на польовому транзисторі в схемі зі спільним стоком
- •4.1.7. Розрахунок частотних спотворень транзисторного каскаду підсилення з резистивно-ємнісним зв’язком
- •4.1.8. Розрахунок інвертуючого підсилювача на операційному підсилювачі
- •4.1.9. Розрахунок неінвертуючого підсилювача на операційному підсилювачі
- •4.2. Розрахунок транзисторних підсилювачів потужності
- •4.2.1. Розрахунок однотактного трансформаторного підсилювача потужності на транзисторі
- •4.2.2. Розрахунок двотактного трансформаторного підсилювача потужності на транзисторах
- •4.2.3. Розрахунок безтрансформаторного комплементарного підсилювача потужності на транзисторах
- •4.2.4. Розрахунок безтрансформаторного квазікомплементарного підсилювача потужності на складових транзисторах
- •4.2.5. Нелінійні спотворення в підсилювачах потужності на транзисторах
- •4.3. Розрахунок rc-генератора на операційному підсилювачі з мостом Віна
- •4.4. Розрахунок компенсаційного стабілізатора постійної напруги на транзисторах
- •4.5. Розрахунок площі радіатора для відведення тепла від потужного транзистора
- •Список літератури
- •Додатки Додаток 1 Номінальні значення опорів резисторів і ємностей конденсаторів
- •Додаток 2 Резистори постійні недротяні
- •Додаток 3 Змінні резистори
- •Додаток 4 Конденсатори постійної ємності
- •Додаток 5 Кремнієві стабілітрони
- •Додаток 6 Біполярні транзистори
- •Додаток 7 Польові транзистори
- •Додаток 8 Операційні підсилювачі
- •Методичні вказівки
4.1.7. Розрахунок частотних спотворень транзисторного каскаду підсилення з резистивно-ємнісним зв’язком
Транзисторні каскади підсилення з резистивно-ємнісним зв’язком знаходять широке застосування, оскільки вони прості, економічні, компактні та забезпечують високу температурну стабільність. Коефіцієнт підсилення за напругою і за струмом в області середніх частот залишаються сталими і практично не залежить від частоти. Проаналізуємо частотні спотворення транзисторного каскаду попереднього підсилення в схемі зі спільним емітером, який зображений на рис.4.1.7.
Рис.4.1.7. Схема каскаду попереднього підсилення
в схемі зі спільним емітером
В області нижніх частот починають впливати ємності розділювальних конденсаторів Ср1 і Ср2, а також ємність блокуючого конденсатора в колі емітера Се, спад напруги на якому впливає на значення коефіцієнта підсилення каскаду за напругою. Для змінної складової струму Ср1 і Ср2 відіграють роль послідовних елементів подільника з частотно-залежним опором. Збільшення ж опору Се із зменшенням частоти викликає збільшення глибини послідовного від’ємного зворотного зв’язку за струмом, який зменшує підсилення, але одночасно збільшує вхідний опір. Якщо враховувати вплив тільки ємності конденсатора Ср2, то модуль коефіцієнта підсилення каскаду за напругою буде дорівнювати
де Кuн – коефіцієнт підсилення каскаду на нижній частоті;
Кu0 – коефіцієнт підсилення каскаду на середній частоті;
ωн – нижня циклічна частота (ωн = 2·π·fн );
– стала часу вихідного кола каскаду;
Rвих – вихідний опір каскаду;
Rн – опір навантаження каскаду.
Коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті, який залежить від ємності конденсатора Ср2
.
При заданому відносному значенні коефіцієнта частотних спотворень Мн2 величина ємності конденсатора Ср2 визначається виразом
Збільшення значення ємності Ср2 при заданому Мн2 викликає розширення смуги пропускання підсилювача в бік низьких частот.
Аналогічна дія і вхідного розділювального конденсатора Ср1 при умові, що
,
де – вхідний еквівалентний опір каскаду.
Значення ємності вхідного розділюючого конденсатора Ср1 при заданому Мн1 визначаємо за допомогою виразу
Коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті за рахунок впливу ємності конденсатора Се
де – стала часу емітерного кола транзистора
Якщо заданий допустимий коефіцієнт частотних спотворень Мн.е, то значення ємності блокуючого конденсатора Се в колі емітера буде дорівнювати
Результуючий коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті, який враховує вплив ємності конденсаторів Ср1, Ср2 і Се буде складати
або в децибелах
Таким чином, зниження частотних спотворень в області нижніх частот досягається збільшенням сталих часу вхідного, вихідного та емітерного кіл. Оскільки значення опорів, які входять у вирази для сталих часу переважно невеликі, то ємності конденсаторів, які розраховані згідно з розглянути виразів, для заданих значень Мн1, Мн2 і Мн.е, досягають десятків і навіть сотень мікрофарад.
За границями області середніх частот зменшення підсилення зумовлено зменшенням модуля коефіцієнта підсилення за струмом β, а також за рахунок збільшення шунтуючого впливу ємності Ск.е, яка ввімкнена паралельно навантаженню.
Коефіцієнт частотних спотворень на верхній частоті за рахунок зміни коефіцієнта підсилення в схемі з спільним емітером β буде складати
де β0 − статичний коефіцієнт підсилення транзистора за струмом для схеми зі спільним емітером;
ωв – верхня циклічна частота ( ωв = 2·π·fв ) ;
ωβ – циклічна гранична частота транзистора в схемі зі спільним емітером ( ωβ = 2·π·fβ ) ;
− стала часу, яка практично збігається з середнім часом життя неосновних носіїв у базі.
Коефіцієнт частотних спотворень на верхній частоті, за рахунок ємності Ск. буде дорівнювати
де – стала часу розряду конденсатора Ск
Результуюче значення коефіцієнта частотних спотворень на верхній частоті буде дорівнювати
або в децибелах