Комплексный расчет, анализ и моделирование многокаскадного усилителя (пояснительная записка), страница 3

Входной каскад выполнен на биполярном транзисторе с общим эмиттером, и нагружен на каскад на  полевом транзисторе, включенный по схеме с общим истоком. Избирательный элемент – два параллельных резонансных контура с внешней ёмкостной, включенный в стоковую цепь второго каскада.

1  Аналитическое проектирование фильтра

Данная глава содержит результаты, полученные при аналитическом расчёте устройства в среде MathCAD и необходимые комментарии к ним. На основании этих данных далее будет проведён ряд экспериментов, которые подтвердят или опровергнут их.

1.1  Анализ технического задания. Общие сведение об объекте проектирования

В соответствии с полученным техническим заданием усилитель  имеет вид представленный на рисунке 1.1.

Разделение на каскады производится для удобства расчета, поскольку каждый последующий каскад является нагрузкой для предыдущего.

Рисунок 1.1 – Электрическая принципиальная схема усилителя

Согласно рисунку 1.1 усилитель состоит из двух каскадов. Входной каскад собран на основе биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером  и обеспечивает усиление сигнала по мощности.

Выходной каскад выполнен на базе полевого транзистора, включенного по схеме с общим истоком, и резонансного контура подключенного к стоку.

Каскады соединены между собой посредством разделительного конденсатора. Входной и выходной сигналы усилителя снимаются с коллектора VT1 и поступают на затвор VT2 также через разделительные конденсаторы.  Усилитель работает в режиме усиления малого сигнала. Усилитель обеспечивает усиление входного сигнала по мощности и работает в режиме класса А.

1.2  Описание принципов и особенностей функционирования объекта проектирования

На рисунке 1.2 приведен входной  апериодический каскад на биполярном транзисторе, во включении с ОЭ, в которой применена цепь с параллельной отрицательной обратной связью по выходному напряжению (схема автоматического смещения). Стабилизирующее действие данного вида обратной связи основано на следующих процессах. Увеличение под влиянием внешних факторов постоянного коллекторного тока  транзистора к увеличению падения напряжения на нагрузочном резисторе  и, как следствие, к уменьшению падения напряжения на оставшемся участке цепи протекания тока нагрузки. Так как коллектор соединен с базой с помощью резистора , то одновременно снижается напряжение, подаваемое на эмиттерный переход транзистора   а это автоматически приводит  к уменьшению токов ,  и возврату рабочей точки транзистора в прежнее положение.

Рисунок 1.2 – Режим работы каскада на биполярном транзисторе

На рисунке 1.3 приведен выходной апериодический каскад на полевом транзисторе по схеме с общим истоком и использующего линейный режим работы. Так как сопротивление транзистора со стороны затвора достаточно велико, то входное сопротивление данного каскада определяется сопротивлением R3. Емкостями затвор-исток, затвор-сток и сток-исток пренебрегаем, так как влияние их на низких частотах незначительно. Так же в цепь стока транзистора включён резонансный контур с внешней емкостной связью, который обеспечивает нужную полосу пропускания.

Рисунок 1.3 – Режим работы каскада на полевом транзисторе

1.3  Схемотехнический расчет объекта проектирования

В данном разделе будем проводить расчеты двухкаскадного усилителя, с помощью аналитических методов. Для того, что бы рассчитать данный усилитель проводятся отдельные расчеты двух каскадов и резонансного контура, в направлении с выхода на вход.