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
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
/в |
= ^ |
|
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 |
(и |
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