Аналоговые электронные устройства: Учебное пособие, страница 2

          Z _В(R_ВХ, С_ВХ) – входные параметры усилителя;

          Е_С(U_ВХ) – амплитуда ЭДС источника сигнала (амплитуда напряжения на входе усилителя);

          Z_С – внутреннее сопротивление источника сигнала. 

Структурная схема усилителя обычно имеет вид, изображённый на рис.1.

Рис.1. Обобщённая структурная схема усилителя

Специальное рассмотрение входного и выходного каскадов, отдельно от промежуточных, связано с тем, что первый проектируется так, чтобы обеспечить заданные входные параметры усилителя (с учётом передачи сигнала от источника к входным зажимам усилителя, если задана ЭДС источника), второй – выходное напряжение на нагрузке. Другими словами, входной и выходной каскады должны отвечать поставленным техническим заданием (ТЗ) требованиям по обеспечению ''внешних'' параметров усилителя и рассматриваются отдельно.

Связь числа промежуточных каскадов с допустимыми искажениями в области верхних частот (или малых времён), сопротивлением источника сигнала и сопротивлением нагрузки является сложной зависимостью, что затрудняет прямой расчёт числа каскадов (особенно при использовании высокочастотной коррекции). Поэтому в большинстве случаев проектирование ведётся методом ''проб и последовательных приближений''. В литературе по проектированию [1, 2] имеются рекомендации по ориентировочному выбору числа каскадов, и ими можно руководствоваться при выполнении курсового проектирования, хотя при небольшом числе промежуточных каскадов (один-два) столь громоздкий расчёт может оказаться излишним.

Однако некоторые рекомендации следует принять во внимание:

при расчёте требуемого коэффициента усиления усилителя следует учитывать не только заданные U_ВХ и U_ВЫХ , но и запас по усилению А для обеспечения ''нивелировки'' разброса параметров схемы и др. (например, запас на потери в области средних частот за счёт введения регулировок тембра), где А=1,2¸2,0 для учёта разброса параметров активных элементов. ''Запас'' по усилению необходим и для введения ООС для уменьшения гармоник.

Ориентировочно число каскадов либо вычисляется [2]:

                                   ,                                                                              

либо определяется по рекомендации [1] из табл. 1.

   Таблица 1

Вычисленный затем коэффициент усиления каскада в предположении, что все каскады одинаковы:

,

служит ориентиром при оценке результатов расчёта отдельных каскадов, особенно выходного: если коэффициент усиления какого-либо каскада окажется значительно больше K_i , это приведёт к тому, что в предыдущем каскаде коэффициент усиления может стать очень малым (даже меньше единицы), а в целом каскады будут неравноценными с точки зрения усиления. Разумеется, такая ситуация не запрещается, но её необходимость следует показать расчётом.

Дело в том, что входная ёмкость каскада на полевом транзисторе примерно определяется выражением

.