Комплексный расчет, анализ и моделирование многокаскадного усилителя, пояснительная записка, страница 22

Рисунок 2.24 – Изменение формы АЧХ каскада на полевом транзисторе при нормальном (Гауссовское) распределении допусков пассивных компонентов (min value) (допуск 0.1%)

По данным графикам видно полное удовлетворение требованиям и задачам этого анализа.

Рисунок 2.25 – Изменение формы АЧХ усилителя при нормальном (Гауссовское) распределении допусков пассивных компонентов (max value) (допуск 0.1%)

Рисунок 2.26 – Изменение формы АЧХ усилителя при нормальном (Гауссовское) распределении допусков пассивных компонентов (max value) (допуск 0.1%)

По данным графикам можно сделать вывод, что при допуске равном 0.1% мы сможем удовлетворить цели и задачи данного анализа. И усилитель будет работать в оптимальном режиме.

2.10.2  Равномерное распределение

Проведение анализа равномерного распределения при 5% допуске не имеет смысла, т.к. наблюдалось полное не соответствие требуемым значениям.

Покаскадный анализ тоже не имеет смысла, достаточно сравнить результаты анализа изменения АЧХ всего усилителя при допусках пассивных элементов 0.5% и 0.1%.

Рисунок 2.27 – Изменение формы АЧХ усилителя при равномерном распределении допусков пассивных компонентов (max value) (допуск 0.5%)

Рисунок 2.29 – Изменение формы АЧХ усилителя при равномерном распределении допусков пассивных компонентов (min value) (допуск 0.5%)

По данным графикам можно сделать вывод, что при допуске равном 0.5% мы все же сможем удовлетворить цели и задачи данного анализа. И усилитель будет работать в оптимальном режиме. Это подтверждается и предельными значениями, полученными при равномерном распределении.

2.10.3  Наихудший случай

Рисунок 2.19 – Изменение формы АЧХ при наихудшем случае допусков пассивных компонентов  (max value и min value соответственно)

По данным графикам можно сделать вывод, что в самом наихудшем случае АЧХ схемы может сместиться на 2 кГц в любую из сторон. Но учитывая, что отклонение несильно существенно и что такой случай маловероятен можно сделать вывод, что схема пригодна для серийного выпуска. 

2.11 Выводы по главе

Глава 2 содержит результаты моделирования схемы с учетом исправлений. Им предшествовал ряд экспериментов, на основании которых были внесены коррективы в аналитический расчет. Моделирование устройства в САПР Electronics Workbench, выявило ряд недостатков цепи, большинство которых было успешно устранено, непосредственной корректировкой элементов модели. В частности были выбраны стандартные номиналы резисторов и конденсаторов. На основании показаний виртуальных приборов, подкрепленных аналитическими расчетными, было решено в каскаде на полевом транзисторе номинал резистора R₁ увеличить до значения 4.02 МОм, что бы установить нормальный рабочий режим для транзистора; номинал резистора R₄ в каскаде на биполярном транзисторе увеличить до значения 9.76 кОм, что бы установить нормальный рабочий режим для транзистора. Назначение проектируемого устройства – усиливать сигнал на заданной полосе пропускания, получив требуемую добротность, мы выполнили это условие. При анализе работы всей схемы заметно, что каскад на биполярном транзисторе выполненный по схеме с общей базой является шунтирующим по отношению к каскаду выполненному на полевом транзисторе. Этого можно избежать, если отойти от расчетных данных и увеличить номинал резистора R3 до порядка кОм. В данной работе мы этого не выполняем. При анализе работы связанных контуров с внешне емкостной связью получены данные, что при расчетном значении С5 имеется слишком большая связь, было принято решение понизить значение данного элемента до 0,05 пФ. Правильность этого решения показана в разделе 2.8.