Схемотехническое проектирование усилителя импульсных сигналов (структура усилителя - OК-ОЭ-ОБ, Еп+ 9 В, Еп- 5 В), страница 5

К₂ – коэффициент передачи по напряжению от точки подключения нагрузки R_н1

до точки подключения нагрузки R_н2;

К₃ – коэффициент передачи по напряжению от точки подключения нагрузки R_н2

до точки подключения нагрузки R_н3;

Для вычисления DI_к3.2 ,DI_к3.1нужно рассчитать  R_н1, R_н2, R_н3 и К₂, К₃ :

Для каскада ОК:

R_н1= R_э01| |R_вхОЭ= R_э01×R_вхОЭ/( R_э01+R_вхОЭ);

R_э01=850 Ом(из п.6.5);

R_вхОЭ=(1+ g₂₁× R_э2)/ g₁₁=51,33 кОм;

R_э2=500 Ом;

т.о. R_н1=836,15 Ом;

Для каскада ОЭ:

R_н2= R_вхОБ=(1+ g₁₁× R_б3)/ g₂₁;

R_б3= R₃| | R₄=3,98 кОм;

т.о. R_н2=53,13 Ом;

К₂= К_ОЭf»К_ОЭ =-g₂₁/[ g_н2×(1+ g₂₁× R_н2)+ g₂₂]= -0,799;

Для каскада ОБ:

R_н3= R_к3=4,45 кОм;

К₃=К_ОБf»К_ОБ= g₂₁/[ g_н3(1+ g₁₁× R_б3)+ g₂₂]=82,553;

Т.о. DI_к3.2 =DI_к02×R_н2×К₃/ R_н3=0,36 мА;                  

DI_к3.1=DI_к01× R_н1×К₂×К₃/ R_н3=3,22 мА;

и в результате:2

DI_к3S =DI_к3 +DI_к3.2 +DI_к3.1 » 3,6 мА

8.Мероприятия по снижению влияния источников нестабильности(6 этап)

8.1.Для снижения влияния источников нестабильности осуществим изменение конфигурации схемы, обеспечивающее создание в ней петли ООС, охватывающей усилительный тракт в целом:

 

8.2. Осуществим коррекцию сопротивлений, обусловленную изменением

протекающих в них токов при введении ООС:

Такой коррекции подлежат сопротивления R₁, R_к3 ; их значения должны быть

уменьшены т.к. протекающий через R_к3 ток возрос, а напряжение на R₁ уменьшилось:

а) R^¢₁=(U_R1- U_к03)/ I_дел1=5,4 кОм – откорректированное значение R₁;

б) R^¢_к3= U_Rк3/( I_дел1+ I_к03)=3,56 кОм – откорректированное значение R_к3;

8.3. Вычислим значение петлевой передачи T, для этого:

а) Исключим действие ОС, разорвав её и включив в разделяемые участки ОС

двухполюсники – эквиваленты R¢ и R¢¢  и параллельно R¢ подключим источник

испытательного сигнала U_а=1 В (для простоты):

Затем определяем разность потенциалов U_б, вызванная этим источником.

Т.о. Т= U_б/ U_а или же для данной схемы Т=К_дел×К₁×К₂×К₃, где К_дел – коэффициент передачи базового делителя R₁ R₂ ;

К₁,К₂,К₃ – коэффициенты передачи каскадов ОК, ОЭ и ОБ – соответственно;

б) Вычислим значения этих коэффициентов:

К_дел= R₂ || R_вхОК /[R¢₁+ R¢¢+ R₂ || R_вхОК];    

К₁= К_ОК= g₂₁×R_н1/[ 1+ g₂₁× R_н1];

R_н1=836,15 Ом(см.п.7.3)

К₂= К_ОЭ =g₂₁/[ g_н2×(1+ g₂₁× R_н2)+ g₂₂]

  из п.7.3

  R_н2= R_вхОБ=(1+ g₁₁× R_б3)/ g₂₁=53,13 Ом

  R_б3= R₃| | R₄=3,98 кОм;

К₃= К_ОБ= g₂₁/[ g_н3×(1+ g₁₁× R_н3)+ g₂₂]

  R_н3= R¢_к3| | R¢¢;

Для определения К_дел , К₁ , К₂ , К₃ необходимо вычислить:

R_вхОК  , R¢¢,  R_н3;

--R_вхОК=(1+ g₂₁× R_н1)/ g₁₁=(1+0,075×836,15)/7,5×10^-4 =85 кОм;

--R¢¢= R¢_к3| | R_выхОБ;

R_выхОБ=(1+ g₁₁×( R_б3+ R_с3)+ g₂₁× R_э3)/ g₂₂ ;

R_б3= R₃| | R₄=3,98 кОм;

R_э3= R_с3= R_выхОЭ=(1+ g₁₁×( R_б2+ R_с2)+ g₂₁× R_э2)/ g₂₂ ;

R_б2= 50 Ом (см. п.7.2);

R_с2=R_вхОЭ=51,33 кОм; R_э2=500 Ом;

Т.о.  R_э3= R_с3=5,8 Мом;

R_выхОБ=[1+7,5×10^-4 ×(3,98×10³+5800×10³)+0,075×5800×10³]/(13,3×10^-6)=33030 МОм;

R¢¢= R¢_к3| | R_выхОБ=3560×33056×10⁶/(3560+33056×10⁶)=3,56 кОм;

-- R_н3= R¢_к3| | R¢¢=3560×3560/(3560+3560)»1,8 кОм;

К_дел= R₂ || R_вхОК /[R¢₁+ R¢¢+ R₂ || R_вхОК]=

={4800×85000/(4800+85000)}/{5400+1800+(4800×85000/(4800+85000))}=0,39; 

К₁= К_ОК= g₂₁×R_н1/[ 1+ g₂₁× R_н1]=0,075×836,15 /(1+0,075×836,15)=0,98;

К₂= К_ОЭ =g₂₁/[ g_н2×(1+ g₂₁× R_н2)+ g₂₂]= 0,799 (см. п.7.3);

К₃= К_ОБ= g₂₁/[ g_н3×(1+ g₁₁× R_н3)+ g₂₂]=0,075/[0,0006×(1+7,5×10^-4×1800)+13,3×10^-6]=

=52,7;

в) Т=К_дел×К₁×К₂×К₃=0,39×0,98×0,799×52,7=16,1

г) Уменьшим найденное в п.7.3 значение нестабильности DI_к3S=3,6 мА в

1+Т раз:

DI¢_к3S=3,6×10^-3/17,1=0,21 мА.

9.Оценка предельно допустимого сопротивления нагрузки (7 этап).

Основным критерием приемлемости сопротивлений нагрузки является тот факт, что общий спад e_å НАЧХ(нормированной амплитудно – частотной

характеристики) на граничной частоте f_в0,7 , определённой в соответствии с

формулой: t_и»0,35/ f_в0,7 , удовлетворяет условию:  e_å£0,3 , где e_å=e_åS+e_åН .

9.1. Определение значения граничной частоты f_в0,7 для заданного t_н=200 нс:

t_н»0,35/ f_в0,7 Þ f_в0,7=0,35/ t_н=0,35/(200×10^-9)=1,75 МГц.

9.2. Определение значений граничных частот f_S и f_Sf :

а) Рассмотрим входной каскад ОК:

f_S1=0,026×f× h_21эf / r_б× I_к01; f=250 МГц , h_21эf=4 – из п.2.; I_к01=2 мА; r_б=30 Ом

f_S1=433,3 МГц;

б) Рассмотрим 2-й каскад ОЭ:

f_S2=0,026×f× h_21эf / r_б× I_к02; I_к01= I_к02= 2 мА, т.о. f_S2= f_S1=433,3 МГц;