Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 308

Скачиваний: 2

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

10. Нагрузочная характеристика одного плеча каскада, проходя­ щая через точки £ = 2 4 в и / /к.макс = 1,95 а, изображена на рис. 8-10.

11. Путем последовательного переноса точек с выходных стати­ ческих характеристик на семейство входных статических характери­ стик строим динамическую характеристику входной цепи (на рис. 8-11 изображена пунктиром). Непосредственно из этой характеристики НаХОДИМ t/б .макс =0,59 в И /о.макс = 120 ма.

12.Определяем входное сопротивление.

Для одного плеча по формуле (8-26)

 

 

 

 

 

 

0,59

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^вх.п ~

о

120 —

 

 

 

 

 

Д ля

каскада в целом

по формуле

(8-27)

 

 

 

 

 

 

 

 

I = 4 - 4,9= 19,6 ом.

 

 

 

13.

 

Мощность

сигнала,

которая

может

быть

подана на

вход

каскада при минимальных искажениях, согласно формуле (8-28) не

 

должна превышать величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рс =

 

0,59-0,120

=

35 м ет .

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Нетрудно убедиться в том, что линейность входных цепей каска­

 

да недостаточна, так как не выполняется условие, выраженное соот­

 

ношением (8-29).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Д ля

линеаризации входных цепей и стабилизации

параметров

 

каскада

применим последовательную ООС. Зададимся Sn= 4 дб. Тог­

 

да из формулы (8-30)

при

а= 0,97

получим:

 

 

 

 

Я'о.с =

(1 - 0 , 9 7 )

[ - б 7 г У г - Ю 0,Ь4- 4 , 9 ^

= 0 ,8 1

ом.

 

Примем

R 'o.с = 1 ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15. Входное сопротивление каскада при наличии последователь­

 

ной ООС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д ля

одного плеча

согласно формуле

(8-31)

 

 

 

 

 

■^вх.п =

4 ,9 -(-

J

q

QJ

= 3 8 ,2 ом.

 

 

Для каскада в целом из формулы

(8-32)

 

 

 

 

 

 

Д,» х = 4 - 38,2= 152,8 ом.

 

 

 

16.

Допустимую

 

амплитуду

напряжения

входного сигнала

при

наличии ООС находим из выражения (8-33)

 

 

 

 

 

 

 

U 'DX= 0 ,1 2 - 38,2=4,58

в.

 

 

 

17.

Определим

коэффициент

усиления по мощности. Из форму­

лы (8-34) при среднем значении коэффициента передачи тока базы

 

транзистора1

 

 

 

0,97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 — 0,97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kp =

101g

0,97 -32 -11,7

25,6 дб,

 

 

 

 

 

 

1

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


18.

Коэффициент

режимной

нестабильности каскада

при

б / =0,4

(в рассматриваемом случае жесткая

стабилизация

рабочей

точки

не

обязательна), начальном

токе коллектора / к.п=7,5

ма

и

среднем

значении

обратного тока

коллектора

/ко=0,1 ма

[Л.

19]

определим

по формуле (3-15):

0,4

7,5

 

 

 

 

 

 

 

 

4,3.

 

 

 

 

 

 

s — 2(°.1*50—2)__j

о,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19.Входное сопротивление одного плеча каскада по постоян­

ному

току

находим из выражения

(8-37),

приняв, что

при

/ к.и=

=7,5 ма а «0,95 [Л. 19]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R'ВХ.П

0,05-0,95

 

 

 

 

 

=

193

ом.

 

7,5-10-» ( 1 - 0 ,9 5 ) — 0,1-10“ »

1 — 0,95

 

20.

Сопротивления потенциометра

смещения

из

 

(8-35)

формул

 

и (8-36):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ( 4 , 3 - 1 )

 

=

4,2

ом‘,

 

 

 

 

 

 

1 — 4 ,3 (1 — 0,95)

 

 

 

 

0 ,9 5 -2 4 -1 9 3 |7 ,5 -1 0 -* (1 — 0 ,9 5 ) - 0 , 1-10-»]

— 1,7о ком.

« а —

 

 

 

 

 

.

 

.

 

2(7,5-10-» (1 — 0,95) — 0,1-10“ »]

П

+

2 ^ 2 )

 

 

 

 

21.

Произведем

поверочный расчет

коэффициента режимной не­

стабильности но формуле

(4-11):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + 1 / 4 ,2 +

1/1 730

 

= 4,29.

 

 

 

 

 

з = • 1 - 0 ,9 5

+ 1/4,2 +

1/1 730

 

 

 

 

22.

Коэффициент

трансформации

 

трансформатора

 

выходного

 

 

 

найдем нз выражения (8-38) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

=

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

11,7-0,9

 

 

 

 

 

 

23.

Эффективное значение напряжения

на сопротивлении

нагруз­

ки согласно формуле (8-39)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uн =

0,94 -24 -0,95

=

14,5 в.

 

 

 

 

 

 

 

П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24.

Рассчитаем

по

формулам

(8-14)— (8-18)

коэффициент нели­

нейных искажений, приняв

JZ+I = jZ'exl = 152,8 ом.

 

 

 

 

 

Пользуясь построенными выше динамическими характеристика­

ми выхода и входа каскада, изображенными на рис. 8-10 и 8-11,

определяем для точек 2—5 и 7 значения UK, /«,

и

С/с

(см.

табл. 8-19).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя в формулу (8-8)

значения Uб и h

из табл.

8-19,

рассчитываем величины э. д. с. эквивалентного генератора е'г, Так, например, для точки 7

е'г=0,59-И),120-152,8=18,9 в.


№ точек

UK.a

 

 

ма

/б, ма

и& о

е' . о

отсчета

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

7

0

 

1 950

 

120

0,59

18,8

5

3

 

1700

 

100

0,55

15,8

4

9,5

 

1

160

 

50

0,42

8,0

3

15,5

 

 

670

 

25

0,31

4,1

2

21,2

 

 

2С0

 

5

0,10

0,96

Согласно данным, прнпедснпьш п табл.

8-19,

строим

зависимость

1К= ф (е'г), изображенную

на

рис. 8-12, и непосредственно из графи­

ка находим:

/'|с.МПкс = 1 950

ма,

/'1 = 1

280

ма и

/ 'о= 7 0

ма.

Примем

а= 0 ,1 . Тогда

из

формул

(8-9)— (8-13) имеем:

Лс.макс — (1 +0,1) • 1 950=2 140 ма;

/ , = (1+0,1) -1280= 1 410 ма;

/о = 2 - 0,2 - 70 = 28 ма;

h = — (1—0,1) 1 280= — 1 150 ма;

/,<.мин——-(1—0,1) -1 950= — I 750 ма.

Амплитуды гармоник коллекторного тока определяем по форму­ лам (8-14)— (8-17):

,

 

(2 1 4 0 + 1 7 5 0 ) + ( 1

410 + 1

150)

 

 

.

 

 

/ YYi1 —1

 

 

 

о

 

 

— 2* 150 MCLf

 

 

 

 

 

(2 140— 1 750) — 2-28

= 83,5

ма;

 

 

 

 

 

I m2 —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2 1 4 0 +

1 7 5 0 ) - 2 (1 4 1 0 +

1150)

 

 

 

 

 

• т 3 —

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

,

(2 140 — 1 750) — 4(1 410 — 1 150) +

6-28

-

40

ма.

 

/ т4 =

----------------------------- То-----------------—

------ ----

 

Коэффициент

нелинейных

искажений

определяем

по

формуле

(8-18):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

К о ,0835- + 0.205- + 0,04»

,

=

,0

5% .

 

 

А / —

 

 

 

2,15

 

 

 

/

 

 

 

Результаты расчета каскада и данные, полученные при его экс­

периментальной отладке, приведены в табл. 8-20.

 

 

 

 

 

Расчет аналитическим методом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Максимальное значение

тока

базы транзистора

согласно

фор-

муле (8-43)

при

т

1

95

=ts0,53 и

р0 = 3 2

(см. рис.

8-6)

и

[Л.

19]

= g* у

составит:

 

 

I 950

Г

0,53

0,53* \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ б. макс

32

 

( / ' +

2

4

— 81,5 ма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 


2. Максимальное значение напряжения на базе транзистора, прй Котором имеют место минимальные искажения входного сигнала, согласно формуле (8-46) равно:

 

U,б.миге ~ У

250 “ и‘57

в.

 

3.

Входное сопротивление.

 

 

 

 

 

Для одного плеча каскада из формул

(8-26) и (8-31)

 

Rw.n — 0,0815“ ^

ом и ^ к - п — 7 ,0 +

| __о,97 —

ом ‘

Для каскада в целом согласно формуле (8-32)

 

 

 

i?nx=4- 40,3= 161,2 ом.

 

 

4.

Согласно

формулам

(8-51), (8-49)

и (8-50) величины ампли­

туд тока базы и гармоник коллекторного

тока составляют:

 

 

 

/'« =

2-1950

= 1 2 2

ма\

 

 

 

32

 

 

 

 

«“

 

 

 

 

 

 

 

 

'32

 

0,0815*= 130 ма\

 

 

А п»^О ,075 0+22 “

 

 

 

 

32

 

0.0815* =

26,0 ма.

 

 

/m s^O .O lô 0^22 ^

 

5,

Коэффициент нелинейных искажений из формулы (8-47)

 

 

К{=

/0 ,1 3 г +

0,026г

 

6,80/,.

 

 

 

Г ^ -

----- 100 =

 

Результаты расчета приведены в табл.

8-20.

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 8-20

Параметр

I m i, мй Аил» ма R'0.0 ом Яг, ОМ Rt , ком Р и , вП

Результаты

расчета

графоанали­ тическим метолом

аналитичес­ методомким

отладкиПосле каскада

Параметр

 

 

 

7.5

7.5

4

Ри,

вт

7.5

7.5

5

kp,

дб

1.0

1.0

1,0

l Z'.x |. ом

4,2

4.2

4.2

Kf,

«/о

1,73

1,73

1.8

яН31Г»

0,1

0,1

0,093

 

 

Результаты

расчета

графо-анали­ тическим мотодом

аналитичес­ ким методом

После отладки каскада 1

20

20

18

25,6

25,6

22,9

152

161,2

170

10,5

6 .8

10

170

170

180

228


Р л а в а д е в я т а я С О О Т Н О Ш Е Н И Я Д Л Я Р А С Ч Е Т А Д О П У С К О В

П А Р А М Е Т Р О В У С И Л И Т Е Л Е Й , В Ы П О Л Н Е Н Н Ы Х П О Т И П О В Ы М С Х Е М А М

9-1. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ С УЧЕТОМ СТАБИЛИЗИРУЮ Щ ЕГО ДЕЙСТВИЯ ВЫБРАННОГО РАБОЧЕГО РЕЖ ИМ А

К а с к а д с ф и к с и р о в а н н ы м с м е щ е н и е м . В к а с к а д е д а н н о г о

в и д а (см .

р и с . 3 -2 ) с т а б и л и з а ц и я

р а б о ч е й

то ч к и

з а сч ет

 

 

 

 

1

в н е ш н е го

в о з д е й с т в и я о т с у т с т в у е т ,

т а к к а к

в н ем

$=■:1С

В то ж е в р е м я т а к о г о р о д а к а с к а д ы у д о б н ы д л я с р а в ­ н и т е л ь н о й о ц е н к и э ф ф е к т а , д о с т и г а е м о г о з а сч е т с т а б и ­ л и з а ц и и р а б о ч е й т о ч к и , т а к к а к в н и х о тс у т с т в у ю т к а к и е - л и б о о г р а н и ч е н и я по у с т а н о в к е л ю б о го из р а б о ч и х р е ­ ж и м о в .

Т о к в ц е п и к о л л е к т о р а к а с к а д а с ф и к с и р о в а н н ы м с м е ­

щ е н и е м

 

.

(9-1)

Л Г

Н а о с н о в е э т о г о соотн ош ен и я

м о ж н о зап и сать:

г д е

а Ясм [^к + Iко (Ясм+ M l

(9-3)

а («t/к + / ко^см)

В '

М ощность,

 

рассеиваем ая

в

цепи

к о л л е к то р а т р а н з и ­

стора,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а(/2

-j- /ио^см^к

 

 

 

 

 

(9-4)

 

 

 

 

 

К

/?ом

 

а (/?см "Т КиУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Относительные

изменения

это й

м о щ н о сти

 

м о г у т

б ы т ь

определены

из

соотнош ения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ х

] г в ' ^

 

+ в Я т ]

 

+

 

 

 

 

 

J L R "

EU П

-1- В '

 

 

 

' - S 4

 

Î '

 

(» -5 >

 

Т и

^

I °

^ем

/?см

 

 

 

 

 

 

^

t/к

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В "

2 °^к 4“ '/ко/?см

/ 9 R'

 

 

 

 

 

(9 -6 ,

 

 

 

___________

 

pt;*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с оы/ к«ом

 

 

 

 

 

 

Зави си м о сть

к о эф ф и ц и ен та п е р е д а ч и

т о к а

э м и т т е р а

тр ан зи сто р а от те м п е р ату р ы ,

р аб о ч его р е ж и м а

и п р о и з ­

водственного

 

р а зб р о с а

м о ж е т

б ы ть

о п р е д е л е н а

и з

(2 -1 3 )— (2 -1 7 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К аск ад

с

п ар ал л ел ьн о й

О О С

н а

п о сто ян н о м

то к е . Н а

основе

(4-5)

м ож н о

зап и сать:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f - = B* т г ^ + А

т г + ^ р Ч

j £

 

А 7 )

 

А1

 

 

'о.с^о.с

 

 

Д'н

 

L

а

 

 

 

гд е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В_ = — В р

 

RnC,2t

В = 0 5 -

 

 

(9 -8 )

 

 

 

хо.с

 

 

Rn

 

*

 

 

"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с ', =

 

Ч

Л",о.с

 

 

 

 

 

 

(9 -9)

 

 

 

 

 

 

 

/?« •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ток

в

цепи

к о л л екто р а

т р а н зи с т о р а ,

в к л ю ч е н н о г о

в к аск ад е

р ассм атр и в аем о го

ви д а,

 

 

 

 

 

 

 

U

=

s ï

(/к о +

*,,о с + * я) .

Так как Е «

+ / КЯ Н,

то

 

/ —

_£l

Л

I

аУ-

' “ “

 

да,

^ * о +

Я"о.о ~Ь /?1

где

 

 

 

 

 

 

 

---

1 ___

aSl/?H

 

 

1 1

 

ж

т т а -

(9 -1 0 )

(9 -11)