Название: Исследование усилительного каскада топологическим методом
Вид работы: контрольная работа
Рубрика: Коммуникации и связь
Размер файла: 353.07 Kb
Скачать файл: referat.me-169408.docx
Краткое описание работы: 111Equation Chapter 1 Section 1На рисунке 1 приведена схема усилительного каскада. Опишем назначение элементов схемы: VT – активный элемент усилителя;
Исследование усилительного каскада топологическим методом
На рисунке 1 приведена схема усилительного каскада. Опишем назначение элементов схемы:
VT – активный элемент усилителя;
R 1, R 2 – сопротивления, обеспечивающие выбор рабочей точки транзистора;
Rk – нагрузка по постоянному току.
Re – обеспечивает ООС, и как следствие, температурную стабилизацию;
R н – нагрузка усилительного каскада;
Cc – разделяющий конденсатор, ограничивает прохождение постоянной составляющей сигнала
Ce – элемент, обеспечивающий отсутствие ООС по переменному току;
C н – емкостьнагрузки.
Параметры всех элементов схемы приведены в таблице 1.
Рисунок 1 – Схема усилительного каскада
Таблица 1 - Параметры схемы
R1 | R2 | Rс | Re | Rн | Rг | C1 | Cc | Ce | Cн |
кОм | кОм | кОм | кОм | кОм | кОм | мкФ | мкФ | мкФ | пФ |
18 | 3,9 | 2 | 0,47 | 3,6 | 0,7 | 1,0 | 1,5 | 110 | 50 |
Тип транзистора: КТ503В
Необходимо составить эквивалентную схему усилительного каскада в области средних частот (СЧ), и определить коэффициент усиления K 0 .
В области средних частот сопротивления конденсаторов Cc, Ce малы, следовательно, на эквивалентной схеме они будут закорочены. Также, закорачиваем и источник постоянного напряжения Е .
Эквивалентная схема усилительного каскада в области СЧ приведена на рис. 3.
Рисунок 2 – Эквивалентная схема каскада в области СЧ для нахождения числителя формулы Мезона
Рисунок 3 – Эквивалентная схема каскада в области СЧ для нахождения знаменателя формулы Мезона
Коэффициент усиления K 0 в области СЧ определим по формуле:
Коэффициент усиления в дБ:
![]() |
Типовые значения h - параметров для заданного транзистора:
h11 e = 1,4 кОм;
h21 e = 75…135, для удобства расчета, принимаем h 21 e = 100;
Таким образом, коэффициент усиления K 0 в области СЧ будет равен:
дБ
ОБЛАСТЬ НИЗШИХ ЧАСТОТ
С понижением частоты реактивные сопротивления конденсаторов C1 , Ce и Cc увеличиваются (1.3), и их нужно учитывать:
![]() |
Так, конденсатор Cc оказывает сопротивление выходному сигналу, C1 – входному сигналу, уменьшается шунтирующее действие конденсатора Ce на резистор Re , что уменьшает коэффициент усиления на низкой частоте (НЧ).
При частоте, близкой к нулю, эквивалентная схема каскада будет выглядеть так, как показано на рис. 4.
Рисунок 4 – Эквивалентная схема усилительного каскада на низкой частоте.
Частотные искажения, вносимые конденсаторами входной цепи C1 , и связи Cc определяется выражением:
![]() |
где f – частота;
– постоянная времени;
Для входной цепи постоянная времени равна:
![]() |
где R вх – входное сопротивление каскада;
Для конденсатора связи постоянная времени равна:
|
Частотные искажения, вносимые эмиттерной цепью определяются из выражения:
![]() |
где g = Re Ce ; a = Re Ses , где Ses – сквозная характеристика эмиттерного тока, равная:
![]() |
кОм
с.
Данные расчета заносим в таблицу 2, изменяя частоту от 5 Гц до 60 Гц.
Результирующие частотные искажения определяются как произведение полученных частотных искажений:
, и с их учетом рассчитаем коэффициент усиления при изменении частоты:
![]() |
или
Таблица 2 – Расчет АЧХ на низкой частоте
f, Гц | 5 | 10 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 |
M1 | 1,00 | 1,00 | 1,00002 | 1,00007 | 1,00016 | 1,00029 | 1,00045 | 1,00101 | 1,00179 | 1,00280 |
M2 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,001 | 1,003 | 1,006 | 1,009 | 1,020 | 1,035 | 1,054 |
M3 | 9,531 | 5,920 | 3,436 | 2,008 | 1,544 | 1,334 | 1,223 | 1,101 | 1,055 | 1,033 |
MH | 9,531 | 5,920 | 3,437 | 2,011 | 1,549 | 1,342 | 1,234 | 1,124 | 1,094 | 1,093 |
KH | 5,607 | 9,026 | 15,547 | 26,569 | 34,497 | 39,818 | 43,301 | 47,558 | 48,854 | 48,910 |
KH,дБ | 14,974 | 19,110 | 23,833 | 28,487 | 30,756 | 32,002 | 32,730 | 33,544 | 33,778 | 33,788 |
ОБЛАСТЬ ВЫСШИХ ЧАСТОТ
Эквивалентная схема каскада для высоких частот (ВЧ) не будет содержать конденсаторов C1 , Ce и Cc , так как их сопротивления на высокой частоте близко к нулю.
Но, на высоких частотах, нужно учитывать емкость монтажа, C м , межэлектродную емкость Ссе , а также, емкость нагрузки C н .
Эквивалентная схема на ВЧ будет иметь вид, представленный на рис. 5.
Рисунок 5 – Эквивалентная схема каскада в области высоких частот
Определим частотные искажения каскада в области ВЧ:
![]() |
где fh21e – граничная частота транзистора, в схеме с общим эмиттером;
τB = RC ;
С=С ce +C M +CH ;
fh21e – справочное значение, равное1 мГц;
Емкость С ce , – справочное значение, равная20 пФ;
Емкость СМ принимаем равной 5 пФ.
кОм
Ф
С
Используя выражение (1.11), вычислим частотные искажения в диапазоне частот 50…800 кГц, данные расчета приведены в табл. 3.
Таблица 3 - Расчет АЧХ на высокой частоте
f, кГц | 50 | 100 | 500 | 1000 | 2000 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 9000 |
MВ | 1,000 | 1,000 | 1,005 | 1,027 | 1,181 | 1,596 | 2,322 | 3,341 | 4,630 | 10,021 |
Kв | 53,437 | 53,429 | 53,151 | 52,037 | 45,253 | 33,482 | 23,012 | 15,995 | 11,541 | 5,333 |
Кв, дБ | 34,557 | 34,556 | 34,510 | 34,326 | 33,113 | 30,496 | 27,239 | 24,080 | 21,245 | 14,539 |
По данным из таблиц 2, 3 построим АЧХ усилительного каскада. По оси ординат отложим частоту усиливаемого сигнала в логарифмическом масштабе, по оси абсцисс – коэффициент усиления в дБ.
Приложение 1
АЧХ усилительного каскада
Похожие работы
-
Однокаскадный усилитель низкой частоты
Лабораторная работа "Однокаскадный усилитель низкой частоты" Полянчев С., Коротков Р. Цель работы: Изучение схемы резистивно-ёмкостного усилительного каскада на биполярном транзисторе и экспериментальное определение основных характеристик усилителей.
-
Расчет усилителей на биполярных транзисторах
Федеральное агентство связи ГОУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики» Уральский технический институт связи и информатики (филиал)
-
Исследования резисторного усилительного каскада
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ - амплитудно-частотная характеристика ; - переходная характеристика ;
-
Расчет параметров и режимов работы транзисторных каскадов усилителя низкой частоты
Расчёт параметров усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе. Схема транзисторного усилителя низкой частоты. Выбор биполярного транзистора, расчет элементов схемы. Аналитический расчёт параметров усилительного каскада на полевом транзисторе.
-
Расчет оконечного каскада передатчика
Параметры расчета предварительного и оконечного каскадов передатчика на биполярных транзисторах. Расчёт оконечного каскада. Параметры транзистора 2Т903А. Результат расчёта входной цепи. Результаты расчёта коллекторной цепи. Расчёт предоконечного каскада.
-
Расчет усилителя на биполярном транзисторе
Расчетно-графическая работа по курсу электроники. Расчет однокаскадного усилителя. Вариант №25. Задание: Требуется рассчитать однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе, схема которого приведена ниже. В этой схеме тип транзистора определяется полярностью заданного напряжения.
-
Проектирование широкополосного усилительного устройства
Понятие и структура, основные элементы и принцип действия широкополосных усилителей, особенности их практического использования. Методы исследования, расчета и проектирования широкополосных усилителей гармонических сигналов и импульсных сигналов.
-
Низкочастотный усилитель напряжения
Расчет элементов усилителя напряжения низкой частоты по заданным параметрам. Расчет усилительного каскада на транзисторе структуры p-n-p, включенного по схеме с ОЭ по постоянному току (1-ый и 2-ой каскад). Методика определения емкостей элементов.
-
Расчет широкополосного усилителя мощности
Расчет входного каскада широкополосного усилителя. Расчет нижней и верхней граничной частоты. Распределение частотных искажений. Схема регулировки усиления. Расчет параметров обратной связи. Топология элементов широкополосного усилителя мощности.
-
Расчет усилителя напряжения низкой частоты
Расчет каскада предварительного усиления, работающего на входную цепь следующего потока, выполненного на транзисторе с общим эмиттером. Компьютерное моделирование и исследование схемы, построение временных диаграмм с помощью программы "Microcap".