Расчет многокаскадного усилителя с ООС (тип биполярного транзистора – КТ315Z, напряжение на коллекторе – 18 В), страница 2

1.3.2. Разработка принципиальной схемы.

С разработанной схемой и ее элементами можно ознакомиться в приложении на Схеме 1 и со значениями элементов в Таблице 1

1.3.3. Обозначения элементов принципиальной схемы.

Схема содержит три каскада. Индексация транзисторов начинается от входа (слева) VT1, VT2, VT3.

Резисторы в схемах имеют двух- или трехзначный индекс:

1-й символ буква – название вывода транзистора –

e - Эмиттер,

b - База,

k - Коллектор,

2-й символ цифра – индекс транзистора – R_e2, R_k1 и т.д.,

3-й символ цифра – для выводов, в цепях которых по два резистора: R_b21 – первый (верхний) резистор в базовой цепи VT2, Re₁₂ – второй (нижний) резистор в цепи эмиттера VT1  и т.п. 

Так же в схеме содержаться элементы с другими индексами:

oc – элементы обратной связи,

d – ‘division’ разделительные конденсаторы,

cor – ‘correction’ Корректирующий конденсатор,

g – Сопротивление/напряжение генератора,

n - Нагрузка,

1.4. Расчет элементов принципиальной схемы усилителя и показателей его стабильности.

1.4.1. Расчет схемы без подключения ООС.

Сначала определим параметры транзистора

Расчёт начнем с выходного каскада.

Выходной каскад – ЭП:

Для начала определим амплитудное значение тока нагрузки : , примем условие , тогда:

 

Изначальное условие:

Примем допущение:

 минимальное условие , тогда:

по E24 получим

Для схемной реализации рассчитаем базовый делитель, для чего рассчитаем систему:

Откуда:

Теперь можно определить действительные значения:

Коэффициент усиления выходного каскада:

Входное сопротивление третьего каскада:

Промежуточный каскад – ОЭ:

Определение амплитудного значения тока

Максимальное значение тока покоя <1мА. Следовательно выбранное значение правильное.

Для расчетов ток должен удовлетворять условию

Напряжение должно соответствовать условию:

Учитывая что примем минимальное условие

, тогда:

Для получения максимального , возьмем: , отсюда:

Рассчитаем значения базовых резисторов

Откуда:

Теперь можно определить действительные значения:

Коэффициент усиления промежуточного каскада:

Входное сопротивление промежуточного каскада:

Выходное сопротивление второго каскада:

Входной каскад каскад – ОЭ:

Определение амплитудного значения тока

Максимальное значение тока покоя порядка нескольких мкА, что в свою очередь соответствует данному каскаду. Следовательно выбранное значение правильное.

Для расчетов ток должен удовлетворять условию

Напряжение должно соответствовать условию:

Учитывая что примем минимальное условие

, тогда:

Для получения максимального , возьмем: , отсюда:

Рассчитаем значения базовых резисторов

Откуда:

Определим действительные значения:

Коэффициент усиления входного каскада:

Входное сопротивление каскада:

Общий коэффициент усиления схемы составляет

1.4.2.  Расчет схемы с подключением ООС.

, стоит отметить: 13.406k >> 1k, что удовлетворяет заданным условиям. Каскады рассчитаны правильно.

Расчёт отклонений

1.5. Расчет для наихудшего сочетания разбросов элементов схемы

Для наихудшего случая выбирается следующее сочетание разбросов.

Любой каскад на БТ (X – номер каскада):

·  значения резисторов R_bX1 и резисторов R_eХ в схемах с ОЭ (кроме R_e12) увеличиваются на 5%,

·  значения резисторов R_bX2, R_kХ и значения резисторов R_eХ в схемах с ОК уменьшаются на 5%,

·  изменения отражают разброс, поэтому переводить измененное значение в Е24 не нужно,

·  значения резисторов R_OC,  R_e12 остаются неизменными,

·  значения h_21e  для БТ уменьшается на 20%.

Значения элементов схемы для «наихудшего случая» представлены в Приложении в Таблице №2. Далее представлены входные и выходные сопротивления и коэффициенты усиления каскадов для «наихудшего случая».

Выходной каскад:

Промежуточный каскад:

Входной каскад:

Расчёт ООС:

1.6. Расчет частотных характеристик усилителя в области НЧ и ВЧ.

В данном разделе произведен выбор значений всех конденсаторов, применяемых в схеме. Исходными условиями являются значения граничных частот, указанных в варианте задания. Расчет производится для схемы с подключенной ООС. Используются только типовые значения элементов без учета их возможных разбросов.