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: 134

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

что меньше

------ав 1шв,хи I

= 0,41------------------------------- 2

*-15 -1 0 М ,5 7 -К Г6 = Ь2ßo -101П-9

“ в • I * о I

2

-- 1 5 - 103-50

Значит, транзистор может обеспечить заданные усиление и верх­ нюю граничную частоту.

Необходимое сопротивление Як должно удовлетворять формуле

 

 

 

 

 

о ' Ң—8

“4“ 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

öt т

і>к

1

он

 

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ^ 3 1 _ 1 2 5 10 - 6 ^ М ( Г 5 = 5 . 1 0 - “ с и м .

 

 

 

 

 

OU

R K= 2 ком.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Постоянная времени для высших частот

(по табл. 8)

 

_

,

5 . с 6.Ск

 

1 , 5 / -1U

6

0,031 • 150-45- ІО-12

 

^

Л--------- 1------- ;------- =

 

-1--------------------------------д

 

 

ë i + g K + g „

 

 

 

 

(125+500 + 10) 10-®

 

 

 

 

 

=

1,9-ІСГ6 сек.

 

 

 

 

Граничная частота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ^

 

0,41

 

34-ІО3

гц,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2Ü - 1,9 - 10_6

 

 

 

 

т. е. этим еще раз подтверждается,

что транзистор

в

данном

случае по

 

своим техническим

характеристикам проходит с

запасом.

 

 

 

 

 

 

чтобы

постоянная

времени

Конденсатор Ссв выберем так,

(2-63) была не менее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

0,0195

сек.

 

 

 

 

МИН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II

2к -20 -0,41

 

 

 

 

Поскольку

постоянная

времени

для

низших частот

определя-

ется по табл. 8 выражением

 

 

Ri - Rк

 

 

 

 

 

 

 

 

ССВ /?„

 

 

 

 

 

 

 

 

Тц

4" Ri + Rв

 

 

 

 

то конденсатор связи должен иметь емкость

 

 

 

 

Сев ^

 

RI-RK

 

 

0,0195-10

 

= 0,2

мкф.

 

 

 

 

 

8 -IO3- 2 - ІО3

 

 

 

 

100-ІО3 +

 

 

 

 

 

 

R H +

Ri + RK

 

8 -103+ 2 - ІО3

 

 

 

Входная проводимость каскада на средних частотах

«gw = 2,22-IO-3 сим.

Rax = 450 ом.

64


Не рассматривая

вопросов, связанных с выбором режима

по постоянному току,

отметим только, что расчет произведен

по параметрам типового режима. Если транзистор должен ра­ ботать в другом режиме, то необходимо по (2-55—2-58) пере­ считать параметры и повторить расчет.

2—8. Расчет лампового и транзисторного каскадов с последовательной обратной связью

по току

Если в каскадах рис. 42 и 44 конденсаторы Ск и Сэ имеют такую емкость, что на данной частоте не замыкают накоротко со­ противлений соответственно RKи Яэ, то возникает обратная связь

2 -типа. Чтобы

убедиться в этом,

достаточно представить эти

же каскады в

ином изображении

(рис. 45 и 46), т. е. рассма­

тривать каскады такого типа как сочетание двух четырехполюс­ ников К и ß.

Считая, что при проектировании каскада с обратной связью

будут выполняться условия

(2-28—2-30),

для результирующего

четырехполюсника матрицу

2-параметров

запишем по (2-31)

[Z ]K*

z n

Z * 2

(2-73)

.Z'2i

222 .

 

 

Для ß-четырехполюсника рис45

 

 

Zl2 ZK

1+ j

Дк

(2-74)

 

 

M-CK’ R K

Рис.

45.

Ламповый кас­

Рис. 46.

Транзисторный

кад

с последовательной

каскад с

последователь­

обратной

связью,

пред-

ной обратной связью по

ставленньш как

сочета­

току, представленный как

ние

двух

четырехполюс­

сочетание

двух четырех­

 

 

ников.

 

полюсников.

65


а для транзисторного варианта (рис. 46)

*

-7

Zio =

Z э

Rs

(2-75)

 

1 + J М-Сэ*У?Э

Расчетные формулы для результирующего четырехполюсни­ ка должны быть взяты из табл. 4 для обратной связи г-типа.

Так, например, по табл. 4

 

 

К* =

 

к

с 10

 

 

(2-76)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* +

к

Г

 

 

 

Входящий в (2-76) коэффициент усиления К

находится для

усилителя без учета обратной связи, т. е. на

основе

предпо­

ложения, что конденсатор Ск (или

Сэ) накоротко

шунтирует

резистор

(или RB . Но для такого обычного каскада

можно

использовать формулы из табл. 7,

8. Например,

для

схемы

рис. 42

 

 

Ко

 

 

 

 

 

 

К в =

 

 

 

(2-77)

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тогда с учетом (2-74)

получим (2-76) в виде

 

 

 

 

КІ =

 

 

К*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + /« тв + #о (1 + J aCv,.RK.Za

 

 

или, подставив значения Ко и тв по табл. 7,

 

 

 

К* =

 

 

 

 

 

S-RK

 

 

 

Sl + Sa + £[| + j'w '(Свых + См) +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 + 1ш C K -/?K)-Z„

 

Подобным образом могут находиться формулы для расчета

и других показателей

усилителей

с

обратной

связью

2-типа.

2—9. Расчет катодного и эмиттерного повторителей

Схемы

катодного и эмиттерного

повторителей (рис. 47,

а

и 48, а)

могут быть представлены

(по переменному току)

в

виде сочетания обычного каскада с четырехполюсником обрат­ ной связи, как это показано на рис47, б и 48, б. Видно, что обратная связь — последовательная по напряжению, т. е. /г-ти­ па. Следовательно, параметры катодного и эмиттерного повто­ рителей можно характеризовать матрицей

hn hn '

[Л]к* — Н<>1 Л2 2 .

66


Рис.

47. а — катодный

Рис. 48, а — эмиттериый

повторитель;

б — ои же,

повторитель;

б — он

же.

представленный как соче­

представленный как

со­

тание

двух

четырехпо­

четание двух

четырехпо­

 

люсников.

люсников.

 

Воспользовавшись формулами табл. 4 для обратной связи h-типа и учтя, что для ß-четырехполюсника рис. 47, б и 48, б h*і2= —1, получим для катодного и эмиттерного повторителей

- к

\ к \

1 — к

1+ 1К 1

Аналогично

 

* II 1

 

z :x = z вх(і + 1 к 1).

В частности, для лампового варианта, учитывая лучим по (2-80)

(2-78)

(2-79) (2-80)

(2-37), по

 

Г*

 

Сск

I

г

 

(2-81)

 

вх

1 + Ко

+

Сса ‘

 

 

Для обычного каскада

лампового

и транзисторного) в

области высших частот

 

 

 

 

 

 

 

К* =

 

Ко

 

 

 

 

 

 

1 +

 

 

 

 

Тогда для катодного и эмиттерного повторителей

 

Кві

 

 

I Ко 1

 

 

к о

(2-82)

К , = l + lÄ'nl 1 + 1/ы + У'-Ш-Тз

1 -W'-M-IJJ

 

где

Тр

 

 

 

Ко I

 

Тв =

 

К о

=

 

1 + ІТСо

1 +

l/fol

 

 

 

 

 

67


Частотная характеристика катодного и эмиттерного повто­ рителей для области высших частот

У в* ( « )

1

(2-83)

] / Т Т К ) 2 ’

 

 

а верхняя граничная частота при заданном уровне частотных искажений У*в

*

(1 + I Л-о I )

(2-84)

Ü)B

 

св

Аналогично могут быть получены формулы и для области низших частот; предоставляем возможность читателю сделать это самостоятельно.

Рассматривая ламповый или транзисторный варианты, надо конкретно расшифровывать значения постоянных времени и коэффициента усиления, входящих в формулы. Расшифровка этих величин для некоторых схем дана в табл. 7, 8 .

Следует отметить, что для транзисторной схемы значение верхней граничной частоты, рассчитанное по (2-84), можно считать [9] достаточно достоверным, если оно не превосходит величины

«макс = (0’3^ °;5- '5'Гб = (0,ЗЧ-0,5)-2*.Д.

(2-85)

При более высоких частотах высокочастотные параметры на­ чинают недостаточно точно отражать частотные свойства тран­ зистора. Результаты расчетов могут значительно расходиться с экспериментальными, если не соблюдается условие

(2-86)

макс

Пример расчета 2— 3

Определить показатели эмиттерного повторителя, собран­ ного по схеме рис. 48, а, если известно, что ZB— RB= 0,2 ком, Ссв= 1 мкф, Р э = 0,1 ком, а режим транзистора по постоянно­ му току /ок=5 ма, U0K= —5 в.

По справочнику находим значения параметров транзистора

для типового режима

(он совпадает

с

заданным): Л2і3—49,

й226= 5-10- 6 с и м ,

Лпб=15 ом, С „ = 7 пф, Г б = 2 0 0 ом, /г= 30 мгц.

Определяем

по (2-51, 2-53, 2-54)

низкочастотные значения

у-параметров

 

 

 

 

 

■£пэ —

1 5 -(1 + 4 9 )

133-10

5 сим,

68