Завдання
№ 1
Привести розрахунки підсилювального каскаду на БТ, увімкненого за схемою CЕ. При цьому врахувати, що в схемі відсутній RС-фільтр в колі колектора, а також використовується емітерна стабілізація і немає зовнішнього зворотнього зв'язку. Задано:
Тип VТ1 - КТ368Б;
Еж
- 7В;
Rнпост
- 0,7 кОм;
Rнзм
- 0,5 кОм.
1. Побудувати ДХ за постійним та змінним струмом (вихідну, вхідну, прохідну);
2. Вибрати положення робочої точки за умови реалізації режиму класу А;
3. Вибрати амплітуди сигналів за умови максимального використання динамічних характеристик, реалізації найбільшого ккд та найменших нелінійних спотворень;
4. Розрахувати елементи схеми, за допомогою яких забезпечується режим за постійним струмом;
5. Побудувати наскрізну ДХ;
6. Визначити вихідну корисну потужність;
7. Визначити Кu.
Рисунок 1 - Схема електрична принципова підсилювального каскаду на БТ.
Будуємо вихідну динамічну характеристику (рис. 2б) за постійною складовою:
точка 1 відкладається на осі напруг на рівні напруги живлення (Ек=7 В);
точка 2 відкладається на осі струмів на рівні: ;
з'єднавши точки 1 і 2 отримаємо динамічну характеристику за постійною складовою;
Рисунок 2 – Динамічні характеристики за змінним та за постійним струмом відкладається робоча точка (РТ) на динамічній характеристиці на рівні I0
=5,8 мА;
вліво від робочої точки відкладається відрізок ΔU = 1 В і визначається
величинацей відрізок відкладається вверх і отримаємо точку 3.
Через точку 3 і РТ проводиться пряма, яка буде динамічною характеристикою за змінною складовою ДХ~.
На рисунку 2а приведена вхідна, а на рисунку 2в — вихідна характеристики за змінною і постійною складовою.
З приведених характеристик рис. 2а та рис. 2б визначаємо амплітуди вхідного та вихідного змінного сигналу: Uвх min
= 0,75 В; Uвх max
= 0,85 В; Uвих mіn
= 3,2 В; і Ввихmах
= 5 В. Звідси:
Визначається опір емітерного резистора:
Визначається величина ємності емітерного конденсатора:
Вибирається значення 680 мкФ.
Визначаються елементи базового кола:
Будується наскрізна ДХ каскаду:
де:
Таблиця 1 - Дані для побудови наскрізної ДХ
| № точки | Ік, мА | Іб, мкА | Uбе,В | Uс,В |
| 8 | 8 | 70 | 0,85 | 0,757 |
| 9 | 7,45 | 60 | 0,825 | 0,756 |
| 10 | 6 | 50 | 0,8 | 0,755 |
| 11 | 4,7 | 40 | 0,775 | 0,754 |
| 12 | 3,8 | 20 | 0,75 | 0,752 |
Рисунок 3 - Наскрізна динамічна характеристика.
Визначається коефіцієнт підсилення за напругою Кu:
Завдання №2
Провести розрахунок підсилювального каскаду у режимі малого сигналу, при цьому використати умови та розрахунки елементів схеми за постійним струмом контрольної роботи №1. Задано:
Значення розділового конденсатора.
Тривалість імпульсу.
Потрібно:
• зобразити еквівалентну схему підсилювального каскаду;
• розрахувати та побудувати графіки АЧХ та ФЧХ;
• визначити смугу пропускання підсилювального каскаду на рівні 3 дБ
• розрахувати площу підсилення.
Зображаємо еквівалентну схему:
Рисунок 4 – еквівалентна схема каскаду із СЕ
Ємність монтажу оберемо:
Cм1
=5(пФ), Cм2
=15(пФ).
(пФ).
За вхідними характеристиками маємо:
.
Тоді .
Підставляємо чисельні дані і отримуємо:
.
За характеристиками рис. 2в маємо:
Знаходимо К0
:
Знаходимо вхідну та вихідну ємності:
=1,7пФ
Ємність монтажу оберемо:
Cм1
=5(пФ), Cм2
=15(пФ).
(пФ).
(пФ).
(пФ).
(пФ).
2. Розраховуємо та будуємо графіки АЧХ та ФЧХ. Область нижніх частот.
Вираз для АЧХ матиме вигляд:
Вираз для ФЧХ матиме вигляд:
.
.
Стала часу в області нижніх частот розраховується наступним чином:
(c).
(рад/c).
(Гц).
Побудуємо графік АЧХ в області нижніх частот.
Рисунок 5-графік АЧХ в області НЧ.
Побудуємо графік ФЧХ в області нижніх частот.
Рисунок 6 -графік ФЧХ в області НЧ. Область середніх частот:
Область верхніх частот.
Вираз для АЧХ матиме вигляд:
Вираз для ФЧХ матиме вигляд:
Стала часу в області верхніх частот розраховується наступним чином:
( c).
(рад/c).
(Гц).
Побудуємо графік АЧХ в області верхніх частот.
Рисунок 7-графік АЧХ в області ВЧ.
Побудуємо графік ФЧХ в області верхніх частот.
Рисунок 8-графік ФЧХ в області ВЧ.
Розраховуємо смугу пропускання.
ΔF =fB
…fH
=26,1(Гц)… 2,3 (МГц)
Розраховуємо площу підсилення:
П = 2π*К0
* ΔF = 2*3,14*21*2,3 = 303,3.