Расчет усилителя многоканальной системы связи

3. Расчет коэффициента усиления и параметров АЧХ

Целью расчета является определение коэффициента усиления усилителя без ОС (рис. 1. 2) для области средних частот K, а также частот полюсов передаточной функции К-цепи.

Для расчетов необходимо К-цепь разбить на каскады, каждый из которых включает один усилительный элемент и межкаскадные цепи. В рабочем диапазоне частот удобно каскадом усиления (S) считать цепь по рис. 3.1. Для такой пени коэффициент усиления по напряжению на средних частотах

(3.1)

Рисунок 3.1.. Разбиение на каскады К-цепи

Здесь для каскада предварительного усиления:

(3.2)

для выходного каскада

RНS = RНN = RН (1.10)

В нашем случаи из-за непосредственной связи каскадов, ввиду отсутствия базового делителя, в выражении (3.2) следует принять RБ1, RБ2 = ?.

Рассчитаем входное сопротивление каждого транзистора, используя следующие формулы:

, (3.3)

где

(3.4)

(3.5)

(3.6)

Вычислим значения для всех трёх транзисторов:

Ом

Соответственно значение равно:

Ом

Подставив найденные значения и в формулу (3.1) найдем значение коэффициента усиления каждого каскада:

Общий коэффициент усиления К-цепи определяется произведением коэффициентов всех каскадов усилителя с учетом коэффициентов трансформации

(3.7)

Запас по усилению можно найти по следующей формуле:

(3.8)

где , Ом

Так как следует в один из каскадов (в выходной каскад) ввести местную ОС о глубиной FM3 = 3.

Местную ОС удобно осуществить в цепи эмиттера выходного транзистора. Для этого может быть использован резистор местной гальванической ОС , сопротивление которого было рассчитано в п.2.2.

В цепи эмиттера включаются последовательно два резистора и . Сопротивление одного из них, например , определяется необходимой глубиной местной ОС по сигналу, сопротивление другого вместе с обеспечивает требуемую глубину гальванической ОС и тем самым рассчитанный ранее режим работы транзистора. Резистор шунтируется конденсатором.

Сопротивление резистора местной ОС по сигналу можно рассчитать по формуле

(3.9)

где

Подставив необходимые значения в (3.9) получим:

Ом

Тогда

Ом

Расчет частот полюсов передаточной функции К-цепи, определяющих ЛАХ G(f) в области верхних частот, ведется па основе П-образной эквивалентной схемы транзистора. Частота полюса определяется как:

(3.10)

где

(3.11)

(3.12)

(3.13)

(3.14)

Используя формулы (3.3)-(3.6) и (3.10)-(3.14) вычислим частоту полюсов для каждого из трёх каскадов.

1-ый каскад:

Ом

пФ

Ом

пФ

МГц

2-ой каскад:

Ом

пФ

Ом

пФ

МГц

3-ий каскад:

Ом

нФ

Ом

нФ

МГц

В связи с наличием в третьем каскаде местной обратной связи, частоты полюсов 2-го и 3-го каскада уточняются по следующим формулам:

(3.15)

( (3.16)

где

(3.17)

Тогда

МГц

Ом

кГц

Так как лежит в пределах рабочего диапазона частот, то на частоте fB усиление К-цепи снижается, и необходимо проверить: достаточно ли этого усиления для обеспечения заданного значения Kf при требуемой (1.13; 1.19) глубине ОС. Должно выполняться неравенство:

(3.18)

усилитель каскад транзистор выходной

- условие выполняется

4. Расчет пассивных узлов структурной схемы усилителя

Содержание