Расчет основных параметров усилительного каскада
Усилительный каскад можно представить активным четырехполюсником так, как это делалось для транзистора (рис. 1). Основу расчетов усилительного каскада составляют вычисления следующих динамических параметров: 1) входное сопротивление (4) 2) выходное сопротивление (5) З) коэффициент усиления по напряжению КU=U2/U1 (6) 4) коэффициент усиления по току KI = I2/I1 (7) 5) коэффициент усиления по мощности KP=Pвых/Pвх =U2I2/U1I1 = КU KI (8) Для расчета основных параметров усилительного каскада можно применить графический либо аналитический метод. Суть графического метода расчетов заключается в том, что по известным из справочников входным и выходным статистическим характеристикам для конкретного типа транзистора строят его динамические входные и выходные характеристики. Затем определяют в соответствии с классом усилительного каскада положение рабочей точки на всех эти характеристиках. Далее по заданной амплитуде входного сигнала графически определяют амплитудные значения напряжений токов на входе и выходе усилителя. И, наконец, определяют основные параметры по формулам (4) ÷ (8) для уже определенных амплитудных значений. Суть аналитического метода расчетов заключается в следующем. 1) Изображают усилительный каскад эквивалентной схемой с h-параметрами (рис. 4) . 2) Приводимые ниже формулы расчетов для динамических параметров транзисторного каскада усиления справедливы в диапазоне частот 100 ÷ 10000 Гц. На более высоких частотах используемые ниже соотношения требуют уточнений. Если используется высокочастотные h-параметры, то приводимые ниже формулы уточнений не требуют. Входное сопротивление зависит от сопротивления нагрузки, а выходное - от сопротивления источника сигнала. Это обстоятельство отражено формулами (11) и (14) и его следует учитывать при сопряжении усилительных каскадов с элементами электрической цепи. З) Вычисляют вспомогательный параметр как для заданной схемы включения, так и для других схем. (9) 4) Проверить характер нагрузки (низкоомная или высокоомная) по следующим соотношениям. - низкоомная нагрузка (10) в других случаях – высокоомная 5) Если условия (10) не выполняются, то есть нагрузка высокоомная, то расчеты производятся по пункту 11, а если выполняются – по пунктам 6 – 10. 6) Вычисляют входное сопротивление каскада (11) 7) Вычисляют коэффициент усиления по току.
KI=I2/I1=h21(1+h22Rн) (12)
8) Вычисляют коэффициент усиления по напряжению (13) 9) Вычисляют выходное сопротивление каскада. (14) 10) Вычисляют коэффициент усиления мощности (15) 11) Вычисления для высокоомной нагрузки проводятся по тем же основным формулам (11) ÷(14), но упрощенным в виде: для схемы включения ОЭ и ОБ при Ru>>h11 (16) (17) KI=h21 (18) (19) KP=KUKI (20) Постановка задания Для выданного варианта задания по исходным данным (табл. 2) рассчитать динамические параметры транзисторного каскада усиления, последовательно выполнив следующие задания. 3.1. Начертить изображение транзистора в виде четырехполюсника (рис.1). 3.2. Начертить схемы включения транзистора (рис.2 ). 3.3. По физическим или h-параметрам заданной схемы включения транзистора вычислить параметры других схем включения. 3.4. Начертить эквивалентную схему усилительного каскада с h-параметрами (рис. 4). 3.5. Вычислить динамические параметры усилительных каскадов, собранных на маломощном транзисторе, который включается по одной из схем: ОБ, ОЭ и ОК. 3.6. Вычислить недостающие физические или h-параметры по формулам табл. 1. 3.7. Результаты расчетов оформить таблицей (см. табл. З). 3.8. Сделать сравнительные выводы по полученным результатам исследований для разных схем включения транзистора. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|