Расчет эмиттерного повторителя

7.5. Расчет эмиттерного повторителя.

В разрабатываемой принципиальной схеме эмиттерный повторитель служит как буферное устройство между выходом регистра сдвига и модулятором, чтобы ослабить влияние одного на другого. Рассчитаем эмиттерный повторитель имеющий следующие данные: f_н = 300 Гц, f_в =5000 Гц, М_н < 1.04, Т_мин = 10 ⁰ С, Т_мах = 30 ⁰ С. Напряжение питания каскада Е_п = 8 В. Нагрузкой эмиттерного повторителя служит входная цепь частотного модулятора. Для однотипности применим в качестве активного элемента транзистор КТ 201 Д, параметры которого приведены в разделе «расчет сумматора». При использовании эмиттерного повторителя в качестве буфера рекомендуется выбирать U_кэ0 = 2..3 В; I_{к.покоя.} < 1мА   [14].

Берем U_к.э.о =2.5 В; I_к0 = 0.5 мА.

По статическим характеристикам КТ 201 Д при включении по схеме с общим коллектором находим рабочую точку [9]: U_б.э. = 0.12 В, R_вх = 1800 Ом. Определяем сопротивление R_э эмиттерного повторителя: R_э = 11 кОм.

Определим сопротивление нагрузки цепи эмиттера переменному току:

R_э~ = R_э R_д.сл. R_{вх.тр.сл} /( R_э R_д.сл + R_э R_{вх.тр.сл} + R_д.сл. R_{вх.тр.сл} ) = 965 Ом.

Где: R_д.сл. = R1_сл. R2_сл. /  R1_сл.  + R2_сл = 8800 Ом.

Входное сопротивление транзистора в эмиттерном повторителе составит:

 

Где R_вх.об. = 42 Ом, найдено по входной статической характеристике КТ201Д для включения с общей базой и I_к0 = I_э0 = 0.5 мА.

Если сопротивление источника сигнала равно 24 Ом, то входное сопротивление транзистора в эмиттерном повторителе равно:

R_{вых.о.к.} = R_вх.об. + R_н (1 - a_мин. ) = 42.5 Ом.

 Коэффициент усиления тока и напряжения

К_т. = R_э / (1 - a_мин. )R_{вх.тр.сл.} = 41.25

К = R_э / R_вх.об + R_э = 0.959.

Входное напряжение сигнала равно:

U_вх~ = U_вх.~сл.  / К = 12.2´10^-3 В.

Расчет стабилизации проведен с учетом замены транзистора эквивалентной схемой, задавшись значением R2:

R2 = (3...10) R_вх.сл. = 7 ´ 50300 = 352100 Ом.(стандарт 0.33 Мом).

 

R1 = Е_к – U_бэ0 / I_д + I_б.ср.

Где: U_бэ0 = 0.65 В, I_д = 0.48 мА, I_б = 0.16 мА.

R1 = 12 кОм.

R_{вых.э.п.} =  R_э R_{вых.о.к.} / R_э + R_{вых.о.к.} = 952 Ом.

R_вх.сл. = R_вх.сл. / R_вх.сл. + R_д.сл. = 1060 Ом.

Емкость разделительного конденсатора:

 

Где М_нс = 1.03, оставив на конденсатор входной цепи М_н = 1.01.

С_р = 10.25 мкФ.

Конденсатор берем электролитический с емкостью не мене рассчитанной.

Эмиттерный повторитель имеет входное сопротивление.

R_вх.эп. = ( R_вх.щк. ´ R_д.эп. ) /  (R_вх.щк. + R_д.эп. ) = 28500 Ом.

Входное напряжение сигнала U_вх~ = 12.2 мВ и входной ток:

I_вх~ = U_вх~ / R_вх.э.п. = 0.43 ´ 10^-3 мА.

Рассчитаем емкость входного конденсатора С:

 

С_р = 0.01 мкФ.

Где R_вых = 25 Ом.

R _{д э.п.} = R1 ´ R2 /  R1 + R2 = 11 кОм.

R_вх.сл. = 28500 Ом.

Коэффициент искажений на верхних частотах:

 

Где С₀ = С_эд =0.16 / f_гр ( R_вх.об. + R_э~ ) = 75 пФ.

R_экв = R_н ´ R_вх.сл. / R_н + R_вх.сл. = 18150 Ом.

                                                                                             

                                                                                                E_п

                             R1 

 

                                 VT

                                                                       С_р

 

       U_вх                 R2                          R_э                        U_вых