Курсовая работа: Проектирование аналоговых устройств
Приращение
коллекторного тока, вызванного изменением  ,
определяется соотношением:
 ,
где
 ,  отн. ед./град.
Общий
уход коллекторного тока транзистора с учетом действия схемы термостабилизации
определяется следующим выражением:
 ,
где
учет влияния параметров схемы термостабилизации осуществляется через
коэффициенты термостабилизации, которые, например, для эмиттерной схемы
термостабилизации равны:
 ,
 .
Здесь
 - параллельное соединение
резисторов  и  .
Для
каскадов повышенной мощности следует учитывать требования экономичности при
выборе  и  .
Критерием
оптимальности рассчитанной схемы термостабилизации может служить соответствие
выбранного запаса  и  .
Более
подробно методы расчета схем питания и термостабилизации приведены в [4].
4.5
Расчет основных характеристик выходного каскада в области верхних частот (малых
времен)
Определим
коэффициент усиления каскада в области средних частот:
 ,
(4.3)
где
 - низкочастотное значение
крутизны транзистора в рабочей точке
Для
ИУ однополярного сигнала  следует
определять для усредненного тока коллектора  ,
рассчитанного по соотношению 
Оценим
требуемое значение постоянной времени каскада в области ВЧ (МВ):
¨ для ШУ с заданной верхней
граничной частотой
где
 - доля частотных искажений
(в относительных единицах), распределенных на каскад;
¨ для ИУ
 ,
где
 - время установления
фронта, распределенное на каскад.
Рассчитаем
ожидаемое значение постоянной в области ВЧ (МВ)
 ,
(4.4)
где
 - емкость, нагружающая
выходной каскад (если для выходного каскада не задана, то взять 
Если
 , то ожидаемые искажения
будут не более заданных. В противном случае, т.е. когда  , возможно уменьшение  путем снижения  (уменьшение номинала  ), выражение (4.1), после
чего следует уточнить координаты рабочей точки и т.д., т.е. проделать цикл
вычислений, аналогичный рассмотренному.
Если
по каким-либо причинам уменьшение  нежелательно
(например, при требовании согласования выхода усилителя с нагрузкой), то
следует (если имеется запас по коэффициенту усиления) ввести в каскад ООС ( , см. рис.4.1),
ориентировочно полагая, что  уменьшится
в глубину обратной связи раз. Если введение ООС нежелательно (мал ожидаемый  ), то требуется применение
транзистора с большей  .
Глубину
ООС при последовательной связи по току можно определить из выражения:
(4.5)
Крутизна
усиления транзистора с учетом ООС равна:
Подставляя
 вместо  в выражения (4.3) и (4.4),
получаем значение коэффициента усиления и постоянной времени каскада в области
ВЧ (МВ) с учетом ООС:
Если
полученные значения  и  удовлетворяют
первоначально заданным, т.е.  и  , то определяют входные
параметры каскада:
¨ входное сопротивление каскада
где
 - входное сопротивление
транзистора с ОЭ,
 ,
(4.6)
 - сопротивление базового
делителя (параллельное соединение  и  );
¨ входную
динамическую емкость каскада
При
наличии в каскаде ООС следует в последнем выражении брать  вместо  .
4.6
Особенности расчета выходного фазоинверсного каскада
Схема
одного из наиболее часто используемых фазоинверсных каскадов приведена на
рис.4.4.
Выбор
транзистора, расчет координат рабочей точки и цепей питания проводится для
каждой половины каскада аналогично каскаду с ОЭ. При расчете цепей питания
следует учесть, что через  будет
протекать удвоенный ток покоя транзисторов VT1 и VT2 и, следовательно, номинал
резистора  в схеме фазоинверсного
каскада уменьшается вдвое по сравнению с расчетом каскада с ОЭ.
При
рассмотрении, например, левой половины фазоинверсного каскада видно, что в цепь
эмиттера транзистора VT1 включено  и
параллельно ему входное сопротивление транзистора VT2, включенного с ОБ,  .
Обычно
 , поэтому можно подставить
вместо  в выражении (4.5)  :
Следовательно,
можно считать, что в фазоинверсном каскаде присутствует последовательная ООС по
току с глубиной, равной двум. Поэтому все дальнейшие расчеты следует проводить
аналогично разделу 4.4 в
предположении,
что глубина ООС равна двум. Если необходимо ввести ООС большей глубины, то
следует включить резистор  (см.
рис.3.3) и расчет вести аналогично разделу 4.5, не забывая о существовании ООС
с глубиной, равной двум.
4.7
Оценка нелинейных искажений
Обычно
для оценки нелинейных искажений (НИ) используются графические методы [1,2].
Однако для случая малых нелинейностей ( )
существуют и аналитические методы расчета уровня НИ (обычно коэффициента
гармоник  ) [5].
Суммарный
коэффициент гармоник равен
 ,
где
 и  соответственно
коэффициенты гармоник по второй и третьей гармоническим составляющим
(составляющими более высокого порядка в большинстве случаев можно пренебречь
ввиду их малости).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
