Схемотехническое проектирование усилителя импульсных сигналов (структура усилителя - OК-ОЭ-ОБ, Еп+ 9 В, Еп- 5 В), страница 6

Также для каскада ОЭ в целях обеспечения стабильности и определённости

параметров транзистора введём ООС глубиной FОЭ=2, где FОЭ=1+ g21× Rf ;

При введении такой ООС  fSf2= fS2× FОЭ=866,6 МГц;

в) Рассмотрим выходной каскад ОБ:

fS3=0,026×f× h21эf / rб× Iк03; Iк01= Iк03= 2 мА, т.о. fS3= fS1=433,3 МГц ;

9.3. Определение значения спадов eS , возникающих в каскадах ОЭ и ОБ на частоте fв0,7=1,75 МГц.

а) Для каскада ОЭ:

eS2=( fв0,7/ fSf2)2 / 2=(1,75/866,6)2 /2=2,04×10-6 ;

б) Для каскада ОБ:

eS3=( fв0,7/ fS3)2 / 2=(1,75/433,3)2 /2=8,2×10-6 ;

9.4. Оценим общий спад eSå , возникающий в тракте вследствие инерционных свойств транзисторов.

eSå=eS2+eS3=10,24×10-6 ;

9.5. Расчет паразитных ёмкостей.

При вычислениях в первом приближении считать, что Cм=3 пФ; КОЭ=10;

КОК=0,98; FОЭ=2; Cк=1 пФ(см. п.2.)

CпN= CвыхN+ Cвх(N+1)+ Cм – полная паразитная ёмкость, шунтирующая выход

N-го каскада или участка цепи.

а) Рассмотрим входной каскад ОК:

Cп1= Cвых1+ Cвх2+ Cм (вычисление в п.(г))

Но для каскада ОК активная составляющая gвыхОК его выходной проводимости

настолько большая, что паразитная ёмкость Cвых1 не может оказать на сигнальные цепи  какого – либо заметного шунтирующего влияния, поэтому

Cвых1»0;   а  Cвх1=(1- КОК)/2×p× fS1 × rб+Cк=1,245 пФ; Cвх= Cвх1+ Cм=4,125 пФ;

б) Рассмотрим каскад ОЭ:

Cп2= Cвых2+ Cвх3+ Cм (вычисление в п.(г));

Cвых2= Cк×(1+ rб×g21)/ FОЭ=1,625 пФ;

Cвх2=1/[2×p× fS2 × rб× FОЭ+ Cк×(1+ КОЭ)=6,125 пФ;

в) Рассмотрим каскад ОБ:

Cп3= Cвых3+ Cн+ Cм (вычисление в п.(г)), Cн =30 пФ – ёмкость нагрузки

Cвых3= Cк×(1+ rб×g21)=3,25 пФ;

Cвх3»0 по тем же соображениям что и для ОК, т.к. gвыхОК= gвхОБ;

г) Cп1= Cвх2+ Cм =9,125 пФ;

Cп2= Cвых2+ Cвх3+ Cм=4,625 пФ;

Cп3= Cвых3+ Cн+ Cм=36,25 пФ.

Т.о. наибольшее шунтирующее влияние оказывает паразитная ёмкость выходного каскада ОБ, из – за относительно большой ёмкости нагрузки.

9.6. Оценка значения спада eвх  НАЧХ входной цепи на частоте fв0,7=1,75 МГц;

eвх =( fв0,7/ fвх)2 /2;

fвх=1/2×p×tвх – частота среза ФНЧ, образованного входной ёмкостью

Cвх=4,125 пФ (см. п.9.5) усилительного тракта и шунтирующей её проводимостью gэкв;

tвх= Cвх×Rэкв;  Rс=1,1 Ом (как в методичке)

Rэкв=(1/ R1+1/ R2+1/ RвхОК+1/ Rс)-1=1,1 Ом;

Т.о. tвх=4,5 пс; fвх=0,0354×1012 Гц;

eвх =1,2×10-9 < 0,1 Þ не нужно вводить дополнительный каскад ОК на входе.

9.7. Определение допустимого значения спада eНå :

eНå =eå -eSå - eвх , eå=0,3; eSå =10,24×10-6(см. п.9.4.); eвх =1,2×10-9 (см. п.9.6);

eНå =0,3 - 10,24×10-6 -1,2×10-9 »0,3;

9.8. Распределим общие допустимые искажения eНå между звеньями, влияющими на ход АЧХ:

Выделим 2/3 eНå на оконечное звено ( каскад ОБ), т.к. сигнальные напряжения

в этом звене достигают амплитуды Um;

Т.е. eН3=(2/3)×eНå=0,2;

Остальную 1/3 eНå выделим на каскад ОЭ, и будем считать, что каскад ОК не влияет на ход АЧХ( влиянием его инерционности, а также влиянием его паразитной ёмкости(в силу того что эта ёмкость подключена к низкоомному выходу ОК)   можно пренебречь); 

 eН2=(1/3) ×eНå=0,1;

9.9. Определим предельно допустимые значения проводимости  gэкв коллекторных цепей в звеньях, влияющими на ход АЧХ:

gэкв³ 2×p× f × Cп / (2×eН)1/2 – резистивная составляющая полной проводимости звена.

f= fв0,7

gэквОЭ³ 2×p× fв0,7 × Cп2 / (2×eН2)1/2 =0,114 мСм;

gэквОБ³ 2×p× fв0,7 × Cп3 / (2×eН3)1/2 =0,52 мСм;

9.10. Вычисление предельно допустимых значений сопротивлений R*к , стоящих в коллекторных цепях и выступающих в роли основных элементов gэкв

1/R*к= gэкв – gвыхN-gвх(N+1) ;

10.Организация конфигурации схемы для обеспечения её работы на  переменном токе(8 этап).

Для организации схемы работающей на переменном токе:

1) Возьмём структуру и номиналы элементов с точки зрения обеспечения заданного режима работы на постоянном токе, полученную с учётом ООС

в п.8.

2) Введём в эту схему разделительные и блокировочные конденсаторы, с помощью которых формируется требуемая схема включения транзистора на переменном токе.

3) Для повышения стабильности и определённости свойств каскада ОЭ на переменном токе в эмиттерную цепь его транзистора включим дополнительное сопротивление Rf .

   

11.Определение значений ёмкостей разделительных и блокировочных конденсаторов(9 этап).

11.1. Распределим общий допустимый спад D переходной характеристики для