Файл: Ульянов О.И. Инженерные методы расчета ламповых и транзисторных схем.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.07.2024
Просмотров: 135
Скачиваний: 0
Как видно из табл. 7, постоянная времени представляет со бой отношение
Со |
С о - 1 * 0 ) |
о |
с |
-ЬЭКВ |
О |
Но величина постоянной времени должна удовлетворять и ус ловию (2-64). Следовательно,
(2-65)
Со
'Смысл (2-65) в том, что при заданном уровне искажений произведение коэффициента усиления Ко па верхнюю гранич ную частоту сйв определяется крутизной лампы 5 и емкостью С0. Произведение Д'0сов обычно называют площадью усиле ния. Площадь усиления характеризует возможности (ресурс) увеличения коэффициента усиления и верхней граничной ча- •стоты. Она возрастает с уменьшением С0. Значение С0 будет
наименьшим при СВ Х 2= 0 и См = 0, |
т. е. |
при |
C0 = CBbIK+ C Bx- |
Площадь усиления в этом случае и |
при |
ßB= l |
определяется |
•только параметрами лампы и называется площадью усиления лампы
П Л |
S |
(2-66) |
|
Свьк + |
|||
|
Свх |
Для транзистора так же, как и для лампы, верхняя гранич
ная частота определяется выражением |
|
шв = - ^ . |
(2-67) |
. ‘'В |
|
Отличие заключается в том, что для транзистора ни при ■каком значении нагрузочного сопротивления нельзя получить
.верхнюю граничную частоту более
“ вмакс = -^Г • |
( 2 - 6 8 ) |
Отсюда выводится первое условие для выбора транзистора при заданных верхней граничной частоте и уровне частотных иска жений
|
т < |
~~~ • |
(2-69) |
|
Второе условие получим из (2-67) |
|
|
||
ш = — = |
Я" |
|
|
Свх2~£вх2"с |
|
t + t i + T2 |
С к-Гк • I Л"о I + |
||
|
■с + |
^экв |
||
|
т + I С к ' г б + |
'вх2 1*0 |
|
|
€0
Последнее выражение |
указывает на то, что при заданных |
<Вв, |IR и выбранном по |
(2-69) т коэффициент усиления К0 мо |
жет быть получен тем больший, чем меньше .сумма, заключен
ная в скобки. Это означает, что транзистор |
при заданных сот |
|
«в и Ко должен быть выбран еще и по второму условию |
||
CV/-6 |
К0 |
(2-70) |
|
|
|
где Сох2 ~ ——-----емкость входа следующего каскада.
6 ( 2 )
Выражение (2-70) действительно и для промежуточного и для оконечного каскадов, но в последнем случае оно. упроща ется, так как то= 0, и принимает вид
с *'Гб< ^Л Й Т " |
(2'71) |
|||
С учетом (2-47) условие |
(2-69) |
представляется и в таком |
||
виде |
|
|
|
|
5 |
> |
1. |
|
(2-72) |
|
|
|
|
|
Пример |
расчета |
2— I 1 |
|
|
Требуется рассчитать ламповый каскад (рис. 41). Ампли |
||||
туда входного сигнала £/1т= 0,2 |
в, |
частота |
изменяется от |
|
/и=30 гц до /в=12 кгц. Заданный коэффициент усиления на
пряжения I Ко|= 6 0 . Допустимый уровень ослабления |
на |
гра |
ничных частотах Уи=У в=0,97, аи= а в—0,25. Каскад |
работает |
|
на следующий, для которого Свх2=40 пф, Rcz— 0,5 мом. |
На |
|
пряжение источника питания анодной цепи Дп = 250 в. |
|
|
Выбираем предварительно лампу, исходя из того, что ста тический коэффициент усиления ее должен быть более задан
ного Ко, а площадь усиления |
|
|
Я , = ------5------> |
аъ |
= so.2,.12.10. = 18,M0«. |
Свых + Свх |
0,25 |
Тогда необходимая крутизна лампы 5> 18,1 .(С ВЫХ[пф] + СВХ[пф])-Ю -3^ .
Для ламп всех типов сумма входной и выходной емкости менее 50 пф, поэтому необходимую площадь обеспечит любая
1 По материалам [9].
лампа (и триод и пентод), имеющая крутизну более 1—. Выби раем триод. Для триодов обычно а = Яа/Ді=2-г-3, а
ІК оІ^Т Т Г -,- |
|
|
|
Для получения До= 60 потребуется триод, имеющий р. ^ |
80+-90. |
||
Всем этим требованиям |
отвечает двойной |
. триод |
6Н2П |
(р=97,5+17,5, S = 2 ± 0 ,5 |
^-, Rt= 50 ком, |
CBb„ » 3 ,5 пф, |
|
Свх~3,5 пф). При таких значениях параметров определим ве личину проводимости g'a, обеспечивающую необходимое усиле ние 1
ga |
|Ко |
° |
2-ИГ - 2-10- 5 |
2- ІО-6 - |
|
60 |
|
= 1,14-Ю-5 сим.
Для получения усиления с некоторым запасом выберем ре
зистор Ra— 100 КОМ (ga= 1 ■10-5 сим) .
При напряжениях сетки от 0 д о — 1в сеточный ток может оказаться заметным. Поэтому выберем смещение
7/ос = — (1 +f/im) = — (1 +0,2) = — 1,2 в.
Для заданного напряжения источника питания Un и выбран ного резистора Ra на семействе анодных характеристик лампы проводим нагрузочную прямую (по постоянному току) и для напряжения смещения — 1,2 в находим точку покоя. Статиче ские параметры лампы для данного режима по постоянному то ку должны быть уточнены по характеристикам. Будем считать, что в данном случае подтвердились типовые значения. Тогда коэффициент усиления напряжения в области средних частот
IY |
—5 ____ —3____ _______ -2-10______ _ _ |
|
£i+Sa+£c2 ~ (2 + 1 + 0,2)• ІО-5 |
Приняв емкость монтажа равной 10 пф, найдем полную ем кость выхода
CQ= Свых + Свх2 + См = 3,5 + 40 + 10 = 53,5 пф и постоянную времени для высших частот
Со |
53,5 |
-К Г 12 |
= 1,67-ІО“6 сек. |
£эко |
3,2 |
т -5 |
|
-КГ |
|
При допустимом уровне частотных искажений и полученном: значении постоянной времени для высших частот обеспечивает ся верхняя граничная частота
= — = |
0,25 |
-6 |
= 1,5-ІО5 — |
|
1,67-10 |
||||
|
|
сек |
||
/„ = |
|
= |
24-103 гц. |
62
Поскольку выбранная лампа по площади усиления имела запас, то фактически обеспечиваемая верхняя граничная частота так же выше требуемой.
Учитывая, что
|
Тц —ССв |
R і ■Rn |
|
|
R i + |
R а |
|
|
|
||
.определим необходимую емкость |
конденсатора связи |
||
Сс |
|
ы о в |
0,04 мкф. |
|
|
||
|
|
50-10s -100-ІО3 |
|
|
0,25 2-тс-ЗО-(0 ,5 -108+ • 50-ІО3 + 100-ІО3 |
||
Пример расчета 2— 2
Транзисторный каскад рис. 44 должен при нагрузочном со противлении Rn==100 ком обеспечить коэффициент усиления
напряжения |
| /Со | = |
50. В диапазоне |
частот |
от 20 |
гц до 15 кгц |
||||
уровень частотных |
искажений |
ограничивается |
величинами |
||||||
Ун = Ув= 0,92 ('öii= |
aB= :0,41). |
|
|
транзистор |
должен |
||||
Чтобы удовлетворить условию (2-69), |
|||||||||
иметь постоянную времени. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
т < |
---- ---------= |
4 35■10-6 сек. |
|
|
|
|||
|
|
2-Я-15-103 |
|
|
|
|
|
|
|
Рассмотрим возможность применения транзистора, имеюще |
|||||||||
го следующие данные для типового |
режима |
(Uок= 5 |
в, /ок= |
||||||
= 1 ма): |
/г2ю = ß = 14, |
/2226 = 1-10~6 |
сим, |
/гиб — 30 ом, |
|||||
Лігб = 4- ІО"3, Гб = |
150 ом, |
fa= 0,5 мгц, Ск= 4 5 |
пф. |
|
(2-53) и |
||||
Низкочастотные значения у-параметров |
по |
(2-51), |
|||||||
<2-54): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£иэ = ------ ------- = |
2,22-ІО-3 сим , |
|
|
|||||
|
5 |
30-(1 + 14) |
|
|
|
|
|
|
|
йіэ = |
— 5 = ---- — |
= — 0,031 |
сим (или 31 — 1 , |
У |
|||||
|
|
30 (1 + |
14) |
|
|
I |
|
в |
|
g 22, = - |
gi = - |
МО-6 -0,031 -4 -ІО '3 = |
- |
125-10-6 сим. |
|||||
|
|
|
Ri = 8 ком. |
|
|
|
|
||
Постоянная времени транзистора по (2-47)
„ = 0,031-150
1,57-ІО"6 сек,
2-Л-5-ІО5
т. е. первому условию транзистор удовлетворяет. Проверяем транзистор по второму условию (2-71)
Ск-Гб = 45-10-12-150 = 6,75• 10- 9 ,
63
