Расчет и проектирование импульсного усилителя

рассчитанное время установления входного каскада практически не отличается от заданного (), то никакой коррекции вводить не нужно.

Параметры входного каскада, полученные в ходе расчета:

,                            

На этом расчет входного каскада закончен!

8.  Расчет вспомогательных цепей.

К вспомогательным цепям усилителя относятся разделительные конденсаторы, включаемые между каскадами которые обеспечивают развязку каскадов по постоянному току. Так же относятся блокировочные конденсаторы  в цепях эмиттеров транзисторов (для полевого транзистора в цепи истока). Эти конденсаторы устраняют ООС по переменному току. Введение в схему элементов с большой постоянной времени приводит к появлению спада плоской вершины импульса. В принципе можно было бы поставить эти конденсаторы  достаточно большой емкости для обеспечения требуемого спада плоской вершины. Но такой путь не приемлем, так как приводит к повышению массы и цены устройства. Потому обычно на емкости этих конденсаторов накладывают вполне определенные ограничения, в нашем случае они не должны превышать такие значения:

Выберем в качестве разделительных  в качестве блокировочных      .  Во всех каскадах будем использовать именно эти конденсаторы.

Рассчитаем спад плоской вершины импульса, создаваемый этими конденсаторами для каждого каскада.

1.  В выходном каскаде.

Спад плоской вершины импульса за счет цепи связи в выходном каскаде рассчитывается по формуле:

где  Ом – сопротивление коллекторной нагрузки;  – активная нагрузка выходного каскада;  – длительности импульса.

Спад плоской вершины импульса за счет цепи эмиттера находиться как

где   и  – низкочастотные параметры в рабочей точке выходного каскада.

Суммарный спад плоской вершины импульса в выходном каскаде равен:

2.  В первом предварительномкаскаде.

Спад плоской вершины за счет цепи связи рассчитывается по той же самой формуле, только для первого предварительного каскада нагрузкой является входное сопротивление выходного каскада , и сопротивление коллекторной нагрузки равно .

Спад плоской вершины импульса за счет цепи эмиттера рассчитаем, пользуясь той же формулой, взяв g–параметры в рабочей точке первого предварительного каскада:

Суммарный спад плоской вершины импульса в первом предварительном  каскаде равен:

3.  Во втором предварительном каскаде.

Спад плоской вершины за счет цепи связи во втором каскаде рассчитывается аналогично первому, только для второго предварительного каскада нагрузкой является входное сопротивление первого каскада , и сопротивление коллекторной нагрузки немного отличается от первого предварительного каскада  .

Спад плоской вершины импульса за счет цепи эмиттера будет точно таким же, как и в первом предварительном каскаде, т.к. эти каскады имеют одинаковые  g–параметры. Это обусловлено тем, что у них остается неизменным положение рабочей точки.

Суммарный спад плоской вершины импульса вовтором предварительном  каскаде равен:

4.  В входном каскаде.

Спад плоской вершины импульса за счет цепи связи в входном каскаде определимтакже как и предыдущих каскадах, используя сопротивление стока  ивходное сопротивление второго предварительного каскада  , которое выступает в качестве нагрузки.

Спад плоской вершины импульса за счет цепи истока находиться как

где  – крутизна транзистора;  – емкость  истока.

Суммарный спад плоской вершины в входном каскаде равен:

Приведенные выше формулы справедливы при выполнении следующих условий:

аналогично для входного каскада на полевом транзисторе:

Как видно, эти условия выполняются.

Определим общий спад плоской вершины всего усилителя, он находиться как сумма спадов всех каскадов:

Полученный спад удовлетворяет техническому задания, т.е. он меньше чем 2%.

9.  Определение суммарных показателей рассчитываемого усилителя.

Зная коэффициент усиления каждого каскада, рассчитаем коэффициент усиления всего нашего каскада и сравним его с техническим заданием, причем рассчитанный должен быть больше либо равен заданному:

Заданный коэффициент равен:

Найдем коэффициент всего нашего усилителя:

Рассчитанный коэффициент усиления совпадает с заданным.

По аналогии, зная время установления каждого каскада, найдем время установления всего нашего усилителя, причем рассчитанное должно быть меньше либо равно заданному:

Вычислим получившееся время установления всего усилителя:

Рассчитанное время установления получилось на   меньше заданного.

Основные параметры занесем в таблицу 5.

Таблица 5. Основные параметры усилителя.

Параметр	Обозначение	Величина
Время установления	, [нс]	74,66
Выброс	, [%]	2,95
Входное сопротивление	, [кОм]	57
Спад плоской вершины	, [%]	1,868
Напряжение питания	, [В]	12,  42
Коэффициентусиления		3000

10.  Расчет мощностей рассеиваемых на резисторах, напряжений, действующие на конденсаторы, и токов, протекающие через катушки индуктивности.

1.  Выходной каскад.

Расчет мощностей, рассеиваемых на резисторах:

Расчет напряжений, действующих на конденсаторы:

2.  Первый и второй предварительный каскад.

Мощность, рассеиваемая на резисторах, и напряжения, действующие на конденсаторы, и в первом и во втором предварительном каскаде будут одинаковыми, т.к. параметры схемы почти не отличаются.

Расчет мощностей, рассеиваемых на резисторах:

Расчет напряжений, действующих на конденсаторы:

Для первого предварительного  каскада ток через индуктивность равен