Схемотехническое проектирование усилителя импульсных сигналов (структура усилителя - ОЭ-ОК-ОЭ, Еп+ 8 В, Еп- 4 В)

выборе значения начального тока в каскадах следует иметь в виду, при малых значениях токов  и транзистор обладает худшими усилительными свойствами (малыми значениями крутизны), а в каскадах возможно возникновение заметных нелинейных искажений. С учетом этих обстоятельств во входных каскадах тракта, где усиливаемые сигналы имеют относительно невысокую интенсивность значение тока  и, соответственно, следует выбирать в пределах мА.

В своем варианте значения эмиттерных и коллекторных токов я взял равными               2 мА ().

6. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ ИЗ УСЛОВИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМОГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКА  (ЭТАП IV)

	Рис. 2.

1. Будем полагать, что требуемую определенность и стабильность выбранных значений коллекторных токов во всех каскадах схемы обеспечивает напряжение ().

2. Для создания в оконечном (третьем) каскаде напряжения 1 В при токе 2 мА необходимо в эмиттерные цепи его транзистора включить резистор:

;

.

3. Определяем токозадающие разности потенциалов ,  и :

;

;

.

4. Определяем нижний предел допустимого тока делителя:

;

.

5. Определяем значение резисторов, создающих требуемые токозадающие разности потенциалов:

;

.

6. Определим значение сопротивления :

.

Потенциал точки 1: ;

Потенциал точки 2: .

.

Первый каскад: ;

Второй каскад: ;

Третий каскад:

7. АНАЛИЗ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ НА РАБОТУ КАСКАДА НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ (ЭТАП V)

Определение исходных значений нестабильностей  и :

, тогда

;

.

Рассчитаем - параметры:

;

;

Вычислим для каждого каскада собственные нестабильности для схемы с ООС (Рис. 3).

Рис. 3

;

Для первого каскада:

;

;

;

. Тогда:

.

Для второго каскада:

Для третьего каскада:

;

;

;

.

;

;

.

.

;

;

.

Определим искомое значение :

;

;

;

Тогда:  .

8. мероприятия по снижения источников нестабильности (этап vi)

Осуществим коррекцию сопротивлений, обусловленную изменением (увеличением) протекающих в них токов при переходе к схеме с ООС. Такой коррекции (уменьшению) в нашей схеме подлежат сопротивления резисторов , .

;

Вычислим значения петлевой передачи.

;

.

;

;

;

.

.

9. оценка предельно допустимого сопротивления нагрузки          (этап Vii)

Определим значение граничной частоты :

Вычислим значения граничных частот  и . В каскадах ОЭ введем ООС с глубиной , где .

;

;

               ;

;               .

Определим значения спадов , возникающих в каскадах ОЭ на частоте :

 .

Оценим общий спад , возникающий в тракте вследствие инерционных свойств транзисторов:

Вычислим значения паразитных емкостей ():

;

;

;

;

;

.

Спад  входной цепи на частоте :

 ;

где ; , тогда:

; ;

; .

;

.

Допустимый спад в тракте равен:

Общий спад в тракте можно распределить следующим образом: одна треть на первом каскаде и две трети в конечном каскаде. Таким образом:

;

На основании определенных в предыдущем пункте допустимых спадов в каскадах можно найти предельно допустимые значения проводимостей  коллекторных цепей в этих каскадах:

;

В итоге можно найти предельно допустимые значения сопротивлений стоящих в коллекторных цепях первого и третьего каскадов:

;

, тогда:

;           .

;

;   

Таким образом, необходимо сопротивление  стоящие в коллекторной цепи разделить на два:  и  (см. рис. 4). Следовательно, в первом каскаде , а во втором .

Рис. 4

В итоге схема усилителя принимает следующий вид:

 

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ЕМКОСТЕЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ И БЛОКИРОВО

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ЕМКОСТЕЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ И БЛОКИОРВОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ (ЭТАП IX)

Для расчета емкостей блокировочных и разделительных конденсаторов составим таблицу:

Рассчитаем общий допустимый спад  переходной характеристики для тракта в целом:

;

Вычислим значения емкостей конденсаторов  и             по найденным значениям :

;

;

.

Рассчитаем блокировочные емкости конденсаторов:

.

Для первого каскада:

;

Для третьего каскада:

;

;

;

;

.

.

Рассчитаем фильтрующую емкость:

Блокировочные емкости в коллекторной цепи можно найти используя следующее соотношение:

,

.

11. ОЦЕНКА ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ТРАКТА В ЦЕЛОМ                  (ЭТАП X)

Общий сквозной коэффициент усиления трехкаскадного усилительного тракта равен К=К_ВХК₁К₂К₃ , где К_ВХ,  К₁, К_{2 ,} К₃ –коэффициенты передачи входной цепи и трех следующих за ней каскадов:

;

;

Таким образом, общий сквозной коэффициент усиления равен: