Загальний коефіцієнт підсилення обчислюється за виразом:
Для врахування в підсилювачі від’ємного зворотного зв’язку, наявності регулятора форми АЧХ та проведення корекції АЧХ вводяться коефіцієнти :
а1 - поправочний коефіцієнт, що враховує від’ємний зворотній зв’язок (ВЗЗ), яким потрібно охопити каскади ПЗЧ для зменшення частотних і нелінійних спотворень. А1 = 5, тоді а1 = (А1)2 = (5)2 = 25;
а2 - поправочний коефіцієнт, що враховує вплив регуляторів форми АЧХ. При умові забезпечення “підйому” та “завалу” АЧХ регулятором тембру а2= Nрт.,
Nрт(дБ)= N+(дБ)+(2…3)(дБ)
де N+(дБ)- необхідний підйом АЧХ. N+(дБ)=20 дБ тому Nрт(дБ)=20+2=22 дБ, отже а2=12,6;
2.4 Розрахунок загальної кількості каскадів ПЗЧ.
Каскад кінцевого підсилення БПП на VT1, VT2, VT3 VT4, VT5. має коефіцієнт підсилення за потужністю:
КрБПП (дБ) = Кpvt1+Кpvt2(vt3)+Кpvt4(vt5) = 40,8 + 21,5 + 13,2 = 75,5 дБ
Отриманий коефіцієнт підсилення по потужності перевищує в межах норми потрібний коефіцієнт підсилення (75 дБ).
2.5 Розрахунок співвідношення сигнал / шум.
При проектуванні багатокаскадних пристроїв розраховують напругу шуму лише першого каскаду. Рівень шуму першого каскаду визначає мінімальний рівень вхідного сигналу при заданому відношенні сигнал/шум. Як правило, для каскаду на біполярному транзисторі розраховується мінімальна напруга на вході при заданому відношенні сигнал/шум n =Uc /Uш , яке визначає чутливість пристрою.
Величина мінімальної вхідної напруги у режимі узгодження каскаду із джерелом сигналу дорівнює:
[мкВ]
де, Rвх- еквівалентний опір вхідного кола пристрою, кОм
DF-смуга робочих частот пристрою , кГц
Fш- відносний коефіцієнт шума біполярного транзистора першого каскаду (довідникова величина), для транзистора КТ3102Б Fш = 4дБ=2,5 раз.
При заданому в ТЗ співвідношенню сигнал/шум n = 60 дБ = 1000 та Rвх = 1000 Ом маємо:
Uвхmin= 0,125*1000 = 556 мкВ < Uвх=0,2 В
З нерівності видно, що транзистор першого каскаду обраний вірно.
2.6. Розрахунок частотних спотворень
Розподіл частотних спотворень по каскадах виконується окремо для області високих і низьких частот.
Частотні спотворення у області високих частот зумовлені декількома складовими:
1. Частотні спотворення Мвт, що визначаються впливом транзистора:
Для каскаду спільний емітер (VT1):
Мвт VT1 =
Величина fY21e розраховується по формулі:
fh21б= m* fгр
m = 1,6 – для дрейфових дифузійних транзисторів, б = 80 Ом.
Тоді
Мвт VT1= дБ
Для попереднього каскаду БПП на транзисторах VT2, VT3:
Мвт VT2 ( VT3) =
Мвт VT2( VT3) =
Для кінцевого каскаду БПП на транзисторах VT4, VT5:
Мвт VT4( VT5) =
Мвт VT4( VT5) =
2. Частотні спотворення Мвсх, що вносяться елементами схеми :
- для схеми спільний колектор:
Мв ск = 0,1 дБ
- для схеми спільний емітер:
Мв се = 0,3 дБ
Спотворення в області вищих частот:
Мв = Мвт VT1 + Мв се +Мвт VT2( VT3) + Мв ск VT2( VT3) + Мвт VT4( VT5) + Мв ск VT4( VT5) =
= 0,002 + 0,3 + 0 + 0,1 + 0 + 0,1 0,5 дБ
З врахуванням ВЗЗ загальні спотворення в області вищих складають:
Мв в = дБ
Отримане значення спотворень в області вищих частот менше, ніж задано у технічному завданні ( 2,5 дБ).
Частотні спотворення в області низьких частот зумовлені наявністю у каскаді кіл, що впливають на коефіцієнт підсилення у області низьких частот , і орієнтовно можуть бути визначені для кожного каскаду :
резистивний підсилювальний каскад зі спільним емітером:
Мнсе =0,8 дБ
підсилювальний каскад спільний колектор:
Мнск = 0,2 дБ
Спотворення в області нижніх частот для каскадів кінцевого підсилення:
Мн = Мнсе+ 2*Мнск = 0,8 + 2* 0,2 = 1,2 дБ
З врахуванням ВЗЗ спотворення в області нижніх частот дорівнюють:
Мн в = дБ
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.