Определение искажений усилительных каскадов. Линейные искажения. Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики, страница 3

Для ее построения по входной или сквозной характеристикам вычисляются значения ЭДС источника сигнала для точек пересечения нагрузочной прямой по переменному току со статическими выходными характеристиками транзистора

                                                         е_г = U_вх + i_вх⋅R_г,                                              (3.15)

где R_г – внутреннее сопротивление источника сигнала, равное выходному сопротивлению предыдущего каскада по переменному току с учетом сопротивления смещения выходного.

Затем участок характеристики, соответствующий I_кмах и I_кmin, разделяется на четыре равных части, для которых находятся токи I_max, I₁, I₂, I_o, I_min.  После этого рассчитываются значения вспомогательных токов 

I_max = (1+b) I′_max;

I₁ =  (1+b) I′₁;

Io = 2bI′o ;                                                                                      (3.16) I₂ = - (1-b)I′₁;

I_min = -(1-b)I′_max.

В приведенных формулах  b = 0.1 ‚ 0.15 – коэффициент, учитывающий разброс коэффициентов передачи тока базы выходных транзисторов, ток I¢₁ соответствует половине амплитуды ЭДС источника сигнала.

Рис.3.4. Сквозная характеристика транзистора

Далее определяются амплитуды гармонических составляющих выходного тока

                                                                         II−          +I −I

                                                          Iim= max     mi3n   1     2 _,

                                                                              II+             − 2I

                                                           I2m = max       mi4 n         2 _,

II−− (2I − I )

                                                             I3m = max           min6         21           ,                  (3.17)

                                                                          II+          +(4I +I )+I

                                                          I4m = max     min12 21             6 _,

II++ (2I + I )

                                                            Iср = max          min6         21            _.

Проверка выполненных расчетов производится по соотношению

                                                         I_1m + I_2m + I_3m +I_4m +I_ср = I_max.                                   (3.18)

И в результате определяется коэффициент нелинейных искажений 

                                                            Kг = ^I2^{2m ++I}I2^{3m        I}2^4m _.                           (3.19)

1m

При включении транзисторов по схеме с общим коллектором коэффициент нелинейных искажений уменьшается на величину, равную глубине обратной связи F = 1+SR_н.

3.4. Коррекция искажений

Обобщенная оценка «качества» усилительного устройства может быть произведена добротностью усилителя (площадью усиления)

                                                                      D_у = К_о⋅∆F ≅ К_о⋅F_в.                                   (3.20)

Одним из способов получения необходимой добротности  является введение в схему усилительного каскада дополнительных цепей, с помощью которых производится увеличение усиления в выбранной области частот.  3.4.1. Низкочастотная коррекция

Увеличение усиления в области низких частот, что равносильно расширению полосы пропускания в этой области, может быть осуществлено введением в коллекторную (стоковую) цепь дополнительных  элементов

R_фC_ф  (Рис.3.5). 

Рис 3.5. Цепь низкочастотной коррекции

Введение элементов приводит к изменению характера сопротивления в цепи коллектора, которое будет составлять

R

Zк +=Rк 1+ Rjw^ф C .     (3.21) ф ф