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: 132
Скачиваний: 0
и коэффициент усиления мощности |
|
Кр = К г К = к ] - ~ - |
(3-28) |
г вх1 |
|
Из (3-27) и (3-28) следует, что, зная коэффициент усиления тока многокаскадного іусилителя и сопротивление входа перво го каскада, можно определить коэффициенты усиления напря жения и мощности для заданного нагрузочного сопротивления последнего каскада.
Коэффициент усиления мощности можно найти и так:
П
K |
p — n |
К p j - n i j , |
/+1, |
|
(3-29) |
||
|
J = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
1/ |
|
К2 - г* |
■ |
|
|
|
|
— |
и |
'0 |
■ |
|
(3-30) |
|
|
K p j |
|
|
|
|||
Отметим, что если напряжения на выходе /-го и входе |
(/+1)-го |
||||||
каскадов равны, то коэффициент передачи |
является |
одновре |
|||||
менно и коэффициентом передачи мощности. |
(3-26) приводится к |
||||||
Выражение (3-29) с учетом (3-30) и |
|||||||
виду |
|
|
|
|
|
|
|
|
ПКЪ ■*„„• « /./+ г |
|
|
||||
к ‘~ — |
— |
^ |
------- ■ |
|
<3-3» |
||
т. е., добиваясь нанлучшей передачи |
тока |
между каскадами |
|||||
(nij, j+ i» 1), получим максимальный коэффициент усиления мощ ности многокаскадного усилителя, равный
Крмакс= — • |
П К Ь - |
(3-32) |
ZBW |
j=\ |
|
Формула (3-31) справедлива |
при любом виде межкаскадиой |
|
связи. Особенности расчета при |
каждом |
виде связи сводятся |
к необходимости правильного определения коэффициента пере дачи между каскадами по (3-26). Поэтому остановимся на этом вопросе дополнительно.
Многокаскадные усилители с непосредственной связью между каскадами
При соединении однокаскадных усилителей в многокаскад ный (рис. 52) эквивалентное сопротивление нагрузки всех кас кадов, кроме последнего, определяется не только сопротивле нием ZBj, но и сопротивлением входа следующего каскада
ZjiXj+l
z„ |
Z«j-Zux J+1 |
(3-33) |
||
Z H / + |
Z B X / + 1 |
|||
|
|
|||
80
За счет уменьшения сопротивле- |
|
|
і----------г---------Г— 0~Un |
||||||
иия нагрузки при соединении одно |
|
|
|
№ |
Яц. |
||||
каскадных |
усилителей |
в |
многокас |
|
|
|
|||
кадный коэффициенты |
усиления то |
g |
/р*—і |
/Ы— і |
/Ы— 0 |
||||
ка 'всех каскадов, |
кроме |
последне- |
|||||||
го, возрастают. Но в многокаскад- |
и |
^ |
|
|
<- |
||||
ных усилителях |
усиление |
тока отg__ |
|
|
|
||||
дельных |
каскадов |
используется |
|
|
|
|
|
||
лишь частично, так как не весь вы- |
Рис. 52 многокаскадный уси- |
||||||||
ходнои ток /-го |
каскада |
является |
литель |
с |
непосредственной |
||||
ВХОДНЫ М |
ТОКОМ |
следующего |
связью |
между каскадами ОЭ, |
|||||
(/+1)-го каскада. Это и учитывает ся коэффициентом передачи между каскадами. Для усилителей
с непосредственной связью между каскадами он находится по (3-26). С учетом (3-33)
ті, л -i = -у— |
-яУ |
(3-34) |
'н 7 _г |
вх 7+ 1 |
|
Наилучшая передача тока к следующему каскаду будет осу
ществляться, если |
|
Дн7 ZBX7+1. |
(3-35) |
Следует отметить, что для многокаскадных усилителей с че редованием каскадов ОЭ и ОК (рис. 53) условие (3-35) выпол нять труднее, так как входное сопротивление эмиттерного по вторителя относительно велико. В результате оказывается, что коэффициент усиления мощности многокаскадного усили
теля на каскадах ОЭ выше, чем |
при чередовании каскадов |
ОЭ и ОК, при одинаковом числе |
каскадов в обоих случаях. |
Многокаскадные усилители с емкостной связью между каскадами
Эквивалентное сопротивление нагрузки каждого из каскадов рис. 54, кроме последнего, равно, если пренебречь сопротивлением переходного конденсатора
у * ______________ ^н/ •-^Д7+1 '^вху+ і__________ |
(3-36) |
* д / + і • 2 DX у .|_і + Znj •2 в х у + 1 + RRj+i • Zld |
|
где
#Д7 + 1 — Rj + Rj
Коэффициент передачи тока между каскадами определяется по (3-26) или с учетом (3-36)
-117 |
'д/+і |
(3-37) |
||
W +l -вх ; + l + 2,Н7' |
2„,ВХ/- |
+ 1 + RД7+1 -Н7 |
||
|
||||
81
Рис. . 53. Многокаскадный уснРис. 54. Многокаскадный усилитель семлитель с непосредственной костной связью между каскадами, связью между чередующимися
каскадами ОЭ и ОК.
Для первого каскада при расчете его усиления потребуется найти коэффициент передачи тока от источника сигнала к вхо ду первого транзистора
т п - |
(3-38) |
#д! + 2вХ1 |
|
Формула (3-38) является частным |
случаем (3-37), когда |
Zuj = ОО. |
|
Пример расчета ІЗ— 4
Трехкаскадный усилитель рис. 55 собран на транзисторах ГИЗА. Резисторы и конденсаторы имеют следующие номиналы: #і = 15 ком, #2=5,1 ком, #„і = 6,2 ком, #„2=11 ком, #эі = 3 ком, # э2= 6,2 ком, #эз=4,7 ком, С= Сэ2=С эз= 100 мкф, #пз=5 ком. Режим транзисторов определяется токами:
Рис.. 55. Многокаскадный усилитель с не посредственной связью между каскадами.
82
/ окі= Л ж2=0,8 |
ма и / 0к з = 3 ма. Частота усиливаемого сигнала |
|||||||||
50 гц. Требуется определить параметры усилителя. |
|
|||||||||
Зная, что для третьего каскада |
/окз ~ 3 |
ма и Явз = 5 ком, по |
||||||||
рис. 49 находим Kiz == 42 и RBXз = |
0,45 ком. |
|
||||||||
По (3-24) |
|
|
/Оз+ 1 |
|
|
|
|
|
||
|
-вхз |
вхз |
|
0,45 - У |
42 + 1 |
|
||||
|
|
“ Сэз |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
314-100-10- 3 |
|
||
|
|
= |
(0,45 — У 1,37) ком. |
z8X3 = |
1,44 ком. |
|
||||
Эквивалентное сопротивление |
нагрузки |
второго |
каскада по |
|||||||
(3-33) |
|
^?і;2 |
• -ZBX3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 • (0 ,4 5 — у 1,37) |
|
|
|||||
Zu2 |
= |
ÄK2 + 2вхз |
|
11 + 0 , 4 5 |
— j 1,37 = (0,58 — У 1,25) ком. |
|||||
|
|
|
|
|
zB2 = |
1,38 |
ком. |
|
|
|
По рис. 49 |
для |
|
z*f,2:=l,38 ком и /0к2= 0,8 ма |
находим |
||||||
/(,•2=53 |
и RBx2= l , 6 |
ком. |
|
|
|
|
|
|||
По |
(3-24) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ZBx2 = |
1,6 — У |
53 + |
1 |
|
= (1,6 — У 1,72) ком. |
||||
|
314-100-10“ 3 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
ZBx2 = 2,35 ком. |
|
|
|||
По |
(3-33) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z„! = |
6 ,2 • ( 1 , 6 — У 1,72) |
= |
(1,5 — У 1,035) ком. |
|||||
|
|
|
6 , 2 + |
1 , 6 . - У 1,72 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ZHI = |
1,83 ком. |
|
|
||
• По |
(3-18) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z H1экв = Rsi + ZHI = 3 + 1,5 — У 1,035 = (4,5 — У 1,035) ком.
Z „ i экв = 4,6 ком.
По рис. 49 для 2в1экп=4,6 ком и /Окі=0,8 ма находим Кп = = 4 7 и /?пхі=1,5 ком.
Входное сопротивление первого каскада по (3-20)
R*BXl = Явхі + R*v(Ktl + |
1) = 1,5 + 3-(47 + 1) = 145,5 ком. |
|||
Коэффициенты передачи |
тока |
между каскадами по- (3-26) |
||
таз = — |
|
1,38 |
= 0,955, |
|
|
= — |
|
||
вхЗ |
1,44 |
|
||
= - г - |
1,83 |
= 0,78. |
||
= ^ |
|
|||
'вх2 |
2,3 5 |
|
||
83
Коэффициент передачи тока от источника входного сигнала к входу первого каскада с учетом делителя R ь R2
Я д = |
R 1• Яг |
,5,1-15 |
= 3,8 ком, |
|
|
ЯI + Я2 |
5,1 + 15 |
|
|
|
|
тп = |
Яя |
3,8 |
= 0,0254. |
|
|
Яд+ЯІП |
3,8 + 145,5 |
|
|||
Сопротивление входа усилителя с учетом шунтирующего |
|||||
действия делителя Ru R2 |
|
|
|
|
|
RnXSKB-- |
Яд-Я*вхі |
3,8-145,5 |
= 3,7 ком. |
|
|
|
Яд + -^DXl |
3,8+145,5 |
|
|
|
Общий коэффициент усиления тока по |
(3-25), а также с уче |
||||
том значения тГі |
|
|
|
|
|
К і = тТі • К ix • Ш\2 • К 12 |
• |
■К^ І3 =2 |
з |
||
= 0,0254-47-0,78-53-0,955-42 = 1980. |
|
||||
Следует обратить внимание на то, что наличие относитель |
|||||
но низкоомного делителя в базовой |
цепи первого каскада рез |
||||
ко снижает коэффициент усиления тока. При нейтрализации его
влияния коэффициент |
усиления |
тока возрос бы до 78 000 (из |
расчета, что тгі» 1). |
|
|
Коэффициент усиления напряжения по (3-27) |
||
/С = |
Я I • Япа |
1980-5 = 2680. |
|
2 вх экв |
3,7 |
Коэффициент усиления мощности по (3-28)
К Р= К г К = 1980-2680 = 5,3-106.
К такому же результату можно прийти и другим путем, вос пользовавшись формулами (3-29) и 3-30):
Кр1 = |
47М ,83 = 27,8, |
||
|
145,5 |
|
|
/Ср2 = |
532-1,38 = 1650, |
||
|
2,35 |
|
|
К рз = |
422-5 |
= 6100, |
|
1,44 |
|||
|
|
||
К р — ^ r l ' К Pl' ^12' К Р2' ^23' Я р з —
= 0,0254-27,8-0,78-1650-0,955-6100 = 5,3-106.
84
