Научная Петербургская Академия

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Министерство образования Российской Федерации

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой РЗИ

доктор технических наук, профессор

________________В.Н. Ильюшенко

____ _____________________2002 г.

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ КОРРЕКЦИИ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА

БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию

для студентов радиотехнических специальностей

Разработчик:

доцент кафедры РЗИ

кандидат технических наук

_______________А.А. Титов;

Томск – 2002

УДК 621.396

Рецензент: А.С. Красько, старший преподаватель кафедры Радиоэлектроники и

защиты информации Томского государственного университета систем управления и

радиоэлектроники.

Титов А.А.

Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на

биполярных транзисторах: Учебно-методическое пособие по курсовому

проектированию для студентов радиотехнических специальностей. – Томск: Томск.

гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2002. – 47 с.

Пособие содержит описание одиннадцати различных схемных решений построения

усилительных каскадов с коррекцией амплитудно-частотной характеристики,

формулы для расчета значений элементов высокочастотной коррекции, расчета

коэффициента усиления и полосы пропускания рассматриваемых каскадов.

© Томский гос. ун-т систем

управления и радиоэлектроники, 2002

©Титов А.А., 2002

Содержание

Введение...............................4

1. Исходные данные для расчетов....................5

2. Расчет некорректированного каскада с общим эмиттером........7

2.1. Оконечный каскад......................7

2.2. Промежуточный каскад...................9

3. Расчет каскада с высокочастотной индуктивной коррекцией........10

3.1. Оконечный каскад....................10

3.2. Промежуточный каскад.................11

4. Расчет каскада с эмиттерной коррекцией.................13

4.1. Оконечный каскад....................13

4.2. Промежуточный каскад.................15

5. Коррекция искажений вносимых входной цепью.............17

5.1. Расчет искажений вносимых входной цепью.........17

5.2. Расчет входной корректирующей цепи.............18

5.3. Расчет каскада с параллельной ООС..............20

6. Согласованные каскады с обратными связями...........23

6.1. Расчет каскада с комбинированной ООС............23

6.2. Расчет каскадов с перекрестными ООС.........25

6.3. Расчет каскада со сложением напряжений........27

7. Расчет каскадов с четырехполюсными корректирующими цепями........29

7.1. Расчет выходной корректирующей цепи ............30

7.2. Расчет каскада с реактивной межкаскадной

корректирующей цепью третьего порядка........32

7.3. Расчет каскада с заданным наклоном АЧХ..........35

8. Расчет усилителей с частотным разделением каналов........41

9. Список использованных источников...............43

ВВЕДЕНИЕ

Расчет элементов высокочастотной коррекции является неотъемлемой частью

процесса проектирования усилительных устройств, как одного из классов

аналоговых электронных устройств. В известной учебной и научной литературе

материал, посвященный этой проблеме, не всегда представлен в удобном для

проектирования виде. К тому же в теории усилителей нет достаточно

обоснованных доказательств преимущества использования того либо иного

схемного решения при разработке конкретного усилительного устройства. В этой

связи проектирование широкополосных усилителей во многом основано на интуиции

и опыте разработчика. При этом, разные разработчики, чаще всего, по-разному

решают поставленные перед ними задачи, достигая требуемых результатов. В этой

связи в данном пособии собраны наиболее известные и эффективные схемные

решения построения широкополосных усилительных устройств на биполярных

транзисторах, а соотношения для расчета коэффициента усиления, полосы

пропускания и значений элементов высокочастотной коррекции даны без выводов.

Ссылки на литературу позволяют найти, при необходимости, доказательства

справедливости приведенных соотношений. Поскольку, как правило,

широкополосные усилители работают в стандартном 50 либо 75-омном тракте,

соотношения для расчета даны исходя из условий, что оконечные каскады

усилителей работают на чисто резистивную нагрузку, а входные каскады

усилителей работают от чисто резистивного сопротивления генератора.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

В соответствии с [1, 2, 3], приведенные ниже соотношения для расчета

усилительных каскадов основаны на использовании эквивалентной схемы замещения

транзистора, приведенной на рис. 1.1, либо на использовании его

однонаправленной модели, приведенной на рис. 1.2.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Рис. 1.1. Эквивалентная схема Джиаколетто

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Рис. 1.2. Однонаправленная модель

Значения элементов схемы Джиаколетто могут быть рассчитаны по паспортным

данным транзистора по следующим формулам [1]:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - емкость коллекторного перехода;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - постоянная времени цепи обратной связи;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - ток эмиттера в рабочей точке в миллиамперах;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =3 - для планарных кремниевых транзисторов;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =4 - для остальных транзисторов.

В справочной литературе значения Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах часто приводятся

измеренными при различных значениях напряжения коллектор-эмиттер Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

. Поэтому при расчетах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

значение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах следует

пересчитать по формуле [1]

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - напряжение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , при котором производилось измерение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - напряжение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , при котором производилось измерение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Поскольку Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

оказываются много меньше проводимости нагрузки усилительных каскадов, в расчетах

они обычно не учитываются.

Значения элементов схемы замещения, приведенной на рис. 1.2, могут быть

рассчитаны по следующим формулам [3, 4]:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - индуктивности выводов базы и эмиттера;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - максимально допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - максимально допустимый постоянный ток коллектора.

При расчетах по эквивалентной схеме приведенной на рис. 1.2, вместо Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

используют параметр Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

- коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего

согласования [2], равный:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (1.1)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

- круговая частота, на которой коэффициент усиления транзистора по мощности в

режиме двухстороннего согласования равен единице;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - текущая круговая частота.

Формула (1.1) и однонаправленная модель (рис. 1.2) справедливы для области

рабочих частот выше Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

[5].

2. РАСЧЕТ НЕКОРРЕКТИРОВАННОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

2.1. ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД

Принципиальная схема оконечного некорректированного усилительного каскада

приведена на рис. 2.1,а, эквивалентная схема по переменному току - на рис.

2.1,б, где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах -

разделительный конденсатор, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

- резисторы базового делителя, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

- резистор термостабилизации, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

- блокировочный конденсатор, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

- сопротивление в цепи коллектора, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

- сопротивление нагрузки.

При отсутствии реактивности нагрузки, полоса пропускания каскада определяется

параметрами транзистора. В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в

области верхних частот можно описать выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - текущая круговая частота;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(2.1)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (2.2)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (2.3)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (2.4)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис. 2.1

При заданном уровне частотных искажений Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, верхняя граничная частота Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

полосы пропускания каскада равна:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (2.5)

Входное сопротивление каскада может быть аппроксимировано параллельной RC

цепью [1]:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (2.6)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (2.7)

Пример 2.1. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах каскада,

приведенного на рис. 2.1, при использовании транзистора КТ610А [6](Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 5 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 1 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,0083 Сим, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 4

пФ, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =160 пФ, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 1 ГГц, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =120, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=0,95 А/В, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,99, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 55 мА), и условий: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 50 Ом; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,9; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 10.

Решение. При известных Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , в соответствии с

(2.1), имеем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =

10,5 Ом. Зная Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

находим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 13,3 Ом.

По формуле (2.2) определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 1,03×10-9с. Подставляя известные Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах в соотношение

(2.5) получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =

74,9 МГц. По формулам (2.6) и (2.7) определим Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 196 пФ, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 126 Ом.

2.2. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КАСКАД

Принципиальная схема каскада приведена на рис. 2.2,а, эквивалентная схема по

переменному току - на рис. 2.2,б.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис. 2.2

В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в области верхних частот

описывается выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(2.8)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (2.9)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (2.10)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах – входное сопротивление и входная емкость нагружающего каскада.

Значения Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , входное

сопротивление и входная емкость каскада рассчитываются по формулам (2.5),

(2.6), (2.7).

Пример 2.2. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах каскада,

приведенного на рис. 2.2, при использовании транзистора КТ610А (данные

транзистора приведены в примере 2.1) и условий: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,9; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 10; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах нагружающего

каскада - из примера 2.1.

Решение. По известным Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах из (2.8) получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 10.5 Ом. Зная Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах из

(2.10) найдем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =

11,5 Ом. По формуле (2.9) определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 3×10-9 с. Подставляя известные Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах в соотношение

(2.5) получим Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =

25,5 МГц. По формулам (2.6) и (2.7) определим Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 126 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 196 пФ.

3. РАСЧЕТ КАСКАДА С ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ИНДУКТИВНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ

3.1. ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД

Принципиальная схема каскада с высокочастотной индуктивной коррекцией

приведена на рис. 3.1,а, эквивалентная схема по переменному току - на рис.

3.1,б.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис. 3.1

При отсутствии реактивности нагрузки высокочастотная индуктивная коррекция

вводится для коррекции искажений АЧХ вносимых транзистором. Корректирующий

эффект в схеме достигается за счет возрастания сопротивления коллекторной

цепи с ростом частоты усиливаемого сигнала и компенсации, благодаря этому,

шунтирующего действия выходной емкости транзистора.

В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в области верхних частот, при

оптимальном значении Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

равном:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (3.1)

описывается выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(3.2)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (3.3)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(3.4)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (3.5)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах рассчитываются по (2.3) и (2.4).

При заданном значении Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах каскада равна:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (3.6)

Значения Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах каскада рассчитываются по формулам (2.6), (2.7).

Пример 3.1. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

каскада с ВЧ индуктивной коррекцией, схема которого приведена на рисунке 3.1,

при использовании транзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере

2.1) и условий Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 50

Ом; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,9; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 10.

Решение. По известным Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах из (3.2) получим Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 10,5 Ом. Зная Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах из

(3.3) найдем Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 13,3

Ом. Рассчитывая Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах по

(3.5) и подставляя в (3.1) получим Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 13,7×10-9 Гн. Определяя tк по (3.4) и подставляя в

(3.6) определим Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =

350 МГц. По формулам (2.6), (2.7) найдем Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 196 пФ, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 126 Ом.

3.2. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КАСКАД

Принципиальная схема промежуточного каскада с высокочастотной индуктивной

коррекцией приведена на рис. 3.2,а, эквивалентная схема по переменному току -

на рис. 3.2,б.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис. 3.2

В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в области верхних частот, при

оптимальном значении Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

равном:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (3.7)

определяется выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(3.8)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (3.9)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(3.10)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (3.11)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах – входное сопротивление и емкость нагружающего каскада;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах рассчитываются по (2.3) и (2.4).

Значения Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах каскада рассчитываются по формулам (3.6), (2.6), (2.7).

Пример 3.2. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

каскада с ВЧ индуктивной коррекцией, схема которого приведена на рис. 3.2, при

использовании транзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 2.1) и

условий: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,9; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 10; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

нагружающего каскада - из примера 2.1.

Решение. По известным Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах из (3.8) получим Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 10,5 Ом. Зная Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах из

(3.9) найдем Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 11,5

Ом. Рассчитывая Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах по

(3.11) и подставляя в (3.7) получим Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 34,7×10-9 Гн. Определяя Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

по (3.10) и подставляя в (3.6) определим Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 308 МГц. По формулам (2.6), (2.7) найдем Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 196 пФ, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 126 Ом.

4. РАСЧЕТ КАСКАДА С ЭМИТТЕРНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ

4.1. ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД

Принципиальная схема каскада с эмиттерной коррекцией приведена на рис. 4.1,а,

эквивалентная схема по переменному току - на рисунке 4.1,б, где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

- элементы коррекции. При отсутствии реактивности нагрузки эмиттерная коррекция

вводится для коррекции искажений АЧХ вносимых транзистором, увеличивая

амплитуду сигнала на переходе база-эмиттер с ростом частоты усиливаемого

сигнала.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис. 4.1

В соответствии с [1], коэффициент передачи каскада в области верхних частот, при

выборе элементов коррекции Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах соответствующими

оптимальной по Брауде форме АЧХ, описывается выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (4.1)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - нормированная частота;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(4.2)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (4.3)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - глубина ООС;

(4.4)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(4.5)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(4.6)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (4.7)

При заданном значении Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , значение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах определяется выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (4.8)

Подставляя известные Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах в (4.1) найдем:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (4.9)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Входное сопротивление каскада с эмиттерной коррекцией может быть

аппроксимировано параллельной RC-цепью [1]:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (4.10)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (4.11)

Пример 4.1. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

каскада с эмиттерной коррекцией, схема которого приведена на рисунке 4.1, при

использовании транзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 2.1) и

условий: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,9; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 10; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 100 Ом.

Решение. По известным Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах из (4.2), (4.3)

получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 4,75.

Подставляя Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах в (4.4)

и (4.8) найдем Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 4

Ом; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 1,03.

Рассчитывая Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах по

(4.7) и подставляя в (4.5), (4.6) получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 50,5 пФ. По известным Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

из (4.9) определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 407 МГц. По формулам (4.10), (4.11) найдем Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 71 пФ, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 600 Ом.

4.2. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КАСКАД

Принципиальная схема промежуточного каскада с эмиттерной коррекцией приведена

на рис. 4.2,а, эквивалентная схема по переменному току - на рис. 4.2,б.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис. 4.2

В соответствии с [1], коэффициент передачи каскада в области верхних частот, при

выборе элементов коррекции Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах соответствующими

оптимальной по Брауде форме АЧХ, описывается выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (4.12)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - нормированная частота;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(4.13)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (4.14)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - глубина ООС;

(4.15)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(4.16)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(4.17)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (4.18)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(4.19)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах – входное сопротивление и емкость нагружающего каскада;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах рассчитываются по (2.3) и (2.4).

При заданном значении Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , значение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах определяется выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, (4.20)

Подставляя известные Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах в (4.12) найдем:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (4.21)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Входное сопротивление и входная емкость каскада рассчитываются по

соотношениям (4.10) и (4.11).

Пример 4.2. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

промежуточного каскада с эмиттерной коррекцией, схема которого приведена на рис.

4.2, при использовании транзистора КТ610А (данные транзистора приведены в

примере 2.1) и условий: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,9; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =10; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах нагружающего

каскада - из примера 4.1; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

.

Решение. По известным Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

из (4.13) получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =

28,5. Подставляя Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах в

(4.15) найдем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 29

Ом. Рассчитывая по формуле (4.19) значение n и подставляя его в (4.20)

определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,76.

Зная Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , по (4.16) и

(4.17) рассчитаем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 201 пФ. По известным Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

из (4.21) найдем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =

284 МГц. По формулам (4.10), (4.11) определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 44 пФ; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =3590 Ом.

5. КОРРЕКЦИЯ ИСКАЖЕНИЙ ВНОСИМЫХ ВХОДНОЙ ЦЕПЬЮ

5.1. РАСЧЕТ ИСКАЖЕНИЙ ВНОСИМЫХ ВХОДНОЙ ЦЕПЬЮ

Принципиальная схема входной цепи каскада приведена на рис. 5.1,а,

эквивалентная схема по переменному току - на рис. 5.1,б.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис. 5.1

При условии аппроксимации входного сопротивления каскада параллельной RC-

цепью, коэффициент передачи входной цепи в области верхних частот описывается

выражением [1]:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(5.1)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(5.2)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах входное сопротивление и входная емкость каскада.

Значение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах входной

цепи рассчитывается по формуле (2.5), где вместо Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

подставляется величина Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

.

Пример 5.1. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах входной цепи,

схема которой приведена на рис. 5.1, при использовании транзистора КТ610А

(данные транзистора приведены в примере 2.1) и условий: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 50 Ом и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,9.

Решение. Из примера 2.1 имеем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 126 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 196 пФ.

Зная Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

из (5.1) получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =

0,716. По (5.2) найдем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 7×10-9 с. Подставляя известные Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах в (2.5)

определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 11

МГц.

5.2. РАСЧЕТ ВХОДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ

Из приведенных выше примеров расчета видно, что наибольшие искажения АЧХ

обусловлены входной цепью. Для расширения полосы пропускания входных цепей в

[7] предложено использовать схему, приведенную на рис. 5.2.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис. 5.2

Работа схемы основана на увеличении сопротивления цепи Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

с ростом частоты усиливаемого сигнала и компенсации, благодаря этому,

шунтирующего действия входной емкости каскада. Коэффициент передачи входной

цепи в области верхних частот можно описать выражением [1]:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(5.3)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

(5.4)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах входное сопротивление и входная емкость каскада.

Значение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , соответствующее оптимальной по Брауде АЧХ, рассчитывается по формуле:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (5.5)

При заданном значении Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и расчете Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах по (5.5)

верхняя частота полосы пропускания входной цепи равна:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (5.6)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Пример 5.2. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

входной цепи, приведенной на рис. 5.2, при использовании транзистора КТ610А

(данные транзистора приведены в примере 2.1) и условий: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 50 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,9,

допустимое уменьшение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

за счет введения корректирующей цепи – 5 раз.

Решение. Из примера 5.1 имеем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 126 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 196 пФ, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,716. Используя соотношение (5.3) и условия задачи получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 10 Ом. Подставляя Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

в (5.5) найдем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =

7,54 нГн. Подставляя результаты расчетов в (5.6), получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 108 МГц. Используя соотношения (5.4), (2.5) определим, что при простом

шунтировании каскада резистором Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 10 Ом Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах каскада

оказывается равной 50 МГц.

5.3. РАСЧЕТ КАСКАДА С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Для исключения потерь в усилении, обусловленных использованием входной

корректирующей цепи (см. раздел 5.2), в качестве входного каскада может быть

использован каскад с параллельной ООС. Принципиальная схема каскада приведена

на рис. 5.3,а, эквивалентная схема по переменному току - на рис. 5.3,б.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис. 5.3

Особенностью схемы является то, что при большом значении входной емкости

нагружающего каскада и глубокой ООС (Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

мало) в схеме, даже при условии Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0, появляется выброс на АЧХ в области верхних частот. Поэтому расчет каскада

следует начинать при условии:Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0. В этом случае коэффициент передачи каскада в области верхних частот

описывается выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (5.7)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(5.8)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах входное сопротивление и емкость нагружающего каскада.

При заданном значении Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах каскада равна:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (5.9)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Формулой (5.9) можно пользоваться в случае, если Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

. В случае Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах схема

имеет выброс на АЧХ и следует увеличить Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

. Если окажется, что при Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

меньше требуемого значения, следует ввести Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

. В этом случае коэффициент усиления каскада в области верхних частот

описывается выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (5.10)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(5.11)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Оптимальная по Брауде АЧХ достигается при условии:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (5.12)

При заданном значении Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах каскада может

быть найдена после нахождения действительного корня Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

уравнения:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, (5.13)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

При известном значении Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах каскада определяется из условия:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (5.14)

Пример 5.3. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

каскада с параллельной ООС, схема которого приведена на рис. 5.3, при

использовании транзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 2.1) и

условий: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 50 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,9, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 1,5, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

нагружающего каскада – из примера 4.2 (Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 44 пФ, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 3590 Ом).

Решение. По известным Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах из (5.11)

определим Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =75 Ом.

Рассчитывая Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

формулы (5.7) найдем, что Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

. Поэтому следует увеличить значение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

. Выберем Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 6. В

этом случае из (5.11) определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 150 Ом. Для данного значения Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

. По формуле (5.9) получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 76 МГц. Для расширения полосы пропускания рассчитаем Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

по (5.12): Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =57 нГн.

Теперь найдем действительный корень уравнения (5.13): Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, и по (5.14) определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 122 МГц.

6. СОГЛАСОВАННЫЕ КАСКАДЫ С ОБРАТНЫМИ СВЯЗЯМИ

6.1. РАСЧЕТ КАСКАДА С КОМБИНИРОВАННОЙ ООС

Принципиальная схема каскада с комбинированной ООС приведена на рис. 6.1,а,

эквивалентная схема по переменному току - на рис. 6.1,б.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис.6.1

Совместное использование параллельной ООС по напряжению и последовательной ООС

по току позволяет стабилизировать коэффициент усиления каскада, его входное и

выходное сопротивления. При условии Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

>>Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и выполнении

равенств:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах (6.1)

схема оказывается согласованной по входу и выходу с КСВН не более 1,3 в

диапазоне частот, где выполняется условие Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

³ 0,7. Поэтому взаимное влияние каскадов друг на друга при их

каскадировании отсутствует [8].

При выполнении условий (6.1), коэффициент передачи каскада от генератора в

нагрузку в области верхних частот описывается выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (6.2)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (6.3)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Задаваясь значением Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , из (6.1) и (6.3) получим:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (6.4)

При заданном значении Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах каскада равна:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (6.5)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

В [9] показано, что при выполнении условий (6.1) ощущаемое сопротивление

нагрузки транзистора каскада с комбинированной ООС равно Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, а максимальная амплитуда сигнала, отдаваемого каскадом в нагрузку, составляет

величину:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (6.6)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - максимальное значение выходного напряжения отдаваемого транзистором.

Пример 6.1. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

каскада приведенного на рис. 6.1, при использовании транзистора КТ610А (данные

транзистора приведены в примере 2.1) и условий: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 50 Ом; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =0,9; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=3.

Решение. По известным Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах из (6.4) получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=200 Ом. Подставляя Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

в (6.1) найдем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=12,5 Ом. Рассчитывая коэффициенты Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах формулы (6.2) и

подставляя в (6.5) определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=95 МГц. Теперь по (6.6) можно найти величину потерь выходного сигнала,

обусловленных использованием ООС: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

.

6.2. РАСЧЕТ КАСКАДОВ С ПЕРЕКРЕСТНЫМИ ООС

Принципиальная схема каскадов с перекрестными ООС приведена на рис. 6.2,а,

эквивалентная схема по переменному току - на рис. 6.2,б.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис. 6.2

По идеологии построения рассматриваемая схема похожа на усилитель, в котором

использованы каскады с комбинированной ООС. Однако при заданном коэффициенте

усиления схема обладает большей полосой пропускания, которая практически не

сокращается при увеличении числа каскадов, что объясняется комплексным

характером обратной связи на высоких частотах.

Усилитель с перекрестными ООС, также как и каскад с комбинированной ООС, при

выполнении равенств (6.1) оказывается согласованной по входу и выходу с КСВН

не более 1,3 [8, 9]. Коэффициент передачи двухтранзисторного варианта

усилителя, изображенного на рис. 6.2, выполненного на однотипных транзисторах

и при пренебрежении величинами второго порядка малости, описывается

выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (6.7)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

(6.8)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 2;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

При заданном значении Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах каскада равна:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (6.9)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Величина потерь выходного сигнала, обусловленных использованием ООС,

определяется соотношением (6.6).

При увеличении числа каскадов, верхняя граничная частота всего усилителя Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

практически не меняется и может быть рассчитана по эмпирической зависимости:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - общее число каскадов;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - верхняя частота

полосы пропускания двухтранзисторного варианта усилителя, рассчитываемая по

формуле (6.9).

Коэффициент усиления n-каскадного усилителя рассчитывается по формуле (6.8).

Пример 6.2. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

двухтранзисторного варианта усилителя приведенного на рис. 6.2, при

использовании транзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 2.1) и

условий: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =50 Ом; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=0,81; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =10.

Решение. Подставляя в (6.8) заданные значения Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах найдем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 160 Ом. Подставляя Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

в (6.1) получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=15,5 Ом. Теперь по (6.9) определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=101 МГц.

6.3. РАСЧЕТ КАСКАДА СО СЛОЖЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЙ

Принципиальная схема каскада со сложением напряжений [10] приведена на рис.

6.3,а, эквивалентная схема по постоянному току – на рис. 6.3,б, по

переменному току – на рис. 6.3,в.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б) в)

Рис. 6.3

При выполнении условия:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (6.10)

напряжение, отдаваемое транзистором каскада, равно амплитуде входного

воздействия. Коэффициент усиления по току транзистора включенного по схеме с

общей базой равен единице. В этом случае ток, отдаваемый предыдущим каскадом,

практически равен току нагрузки. Поэтому ощущаемое сопротивление нагрузки

каскада равно половине сопротивления Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, его входное сопротивление также равно половине сопротивленияМетодические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, вплоть до частот соответствующих Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,7. Это следует учитывать при расчете рабочих точек рассматриваемого и

предоконечного каскадов.

Коэффициент усиления каскада в области верхних частот, с учетом выполнения

равенства (6.10), описывается выражением:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Оптимальная по Брауде АЧХ каскада реализуется при расчете Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах по формулам [10]:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (6.11)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (6.12)

а значение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах определяется из соотношения:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (6.13)

Пример 6.3. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

каскада со сложением напряжений приведенного на рис. 6.3, при использовании

транзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 2.1) и условий: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 50 Ом; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,9.

Решение. По формулам (6.11), (6.12) получим Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 3 кОм; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 10,4 пФ.

Теперь по (6.13) найдем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=478 МГц.

7. РАСЧЕТ КАСКАДОВ С ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНЫМИ КОРРЕКТИРУЮЩИМИ ЦЕПЯМИ

В рассматриваемых выше усилительных каскадах расширение полосы пропускания было

связано с потерей части выходной мощности в резисторах корректирующих цепей,

либо цепей ООС. Этого недостатка лишены усилители, построенные по принципу

последовательного соединения корректирующих цепей (КЦ) и усилительных элементов

[2]. В этом случае расчеты входных, выходных и межкаскадных КЦ ведутся с

использованием эквивалентной схемы замещения транзистора приведенной на рис.

1.2, а в цепи коллектора вместо резистора Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

устанавливается дроссель Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, исключающий потери мощности в коллекторной цепи.

Пример построения схемы усилителя с КЦ приведен на рис. 7.1, где ВхКЦ –

входная КЦ, МКЦ – межкаскадная КЦ, ВыхКЦ – выходная КЦ.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Рис. 7.1

7.1. РАСЧЕТ ВЫХОДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ

Из теории усилителей известно [3], что для получения максимальной выходной

мощности в заданной полосе частот необходимо реализовать ощущаемое

сопротивление нагрузки, для внутреннего генератора транзистора, равное

постоянной величине во всем рабочем диапазоне частот. Это достигается

включением выходной емкости транзистора (см. рис. 1.2) в фильтр нижних

частот, используемый в качестве выходной КЦ. Схема включения выходной КЦ

приведена на рис. 7.2.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Рис. 7.2

При работе усилителя без выходной КЦ, модуль коэффициента отражения |Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

| ощущаемого сопротивления нагрузки внутреннего генератора транзистора равен

[3]:

|Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах | = Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (6.14)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - текущая круговая частота.

В этом случае уменьшение выходной мощности относительно максимального значения,

обусловленное наличием Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, составляет величину:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (6.15)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах -

максимальное значение выходной мощности на частоте Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

при условии равенства нулю Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - максимальное значение выходной мощности на частоте Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах при наличииМетодические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Описанная в [3] методика Фано позволяет при заданных Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах рассчитать такие

значения элементов выходной КЦ Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , которые

обеспечивают минимально возможную величину максимального значения модуля

коэффициента отражения Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

в полосе частот от нуля до Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

. В таблице 7.1 приведены нормированные значения элементов Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, рассчитанные по методике Фано, а также коэффициентМетодические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, определяющий величину ощущаемого сопротивления нагрузки Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

относительно которого вычисляется Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

.

Истинные значения элементов рассчитываются по формулам:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах (6.16)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - верхняя круговая частота полосы пропускания усилителя.

Таблица 7.1 - Нормированные значения элементов выходной КЦ

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,180

0,382

0,547

0,682

0,788

0,099

0,195

0,285

0,367

0,443

0,000

0,002

0,006

0,013

0,024

1,000

1,001

1,002

1,010

1,020

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,865

0,917

0,949

0,963

0,966

0,513

0,579

0,642

0,704

0,753

0,037

0,053

0,071

0,091

0,111

1,036

1,059

1,086

1,117

1,153

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

0,958

0,944

0.927

0,904

0,882

0,823

0,881

0,940

0,998

1,056

0,131

0,153

0,174

0,195

0,215

1,193

1,238

1,284

1,332

1,383

1,6

1,7

1,8

1,9

0,858

0,833

0,808

0,783

1,115

1,173

1,233

1,292

0,235

0,255

0,273

0,292

1,437

1,490

1,548

1,605

Пример 7.1. Рассчитать выходную КЦ для усилительного каскада на

транзисторе КТ610А (Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=4 пФ), при Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 50 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=600 МГц. Определить Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и уменьшение выходной мощности на частоте Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

при использовании КЦ и без нее.

Решение. Найдем нормированное значение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,7536. В

таблице 7.1 ближайшее значение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

равно 0,753. Этому значению Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

соответствуют:Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 1,0; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,966; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =0,111; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=1,153. После денормирования по формулам (6.16) получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 12,8 нГн; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 5,3

пФ; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 43,4 Ом.

Используя соотношения (6.14), (6.15) найдем, что при отсутствии выходной КЦ

уменьшение выходной мощности на частотеМетодические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, обусловленное наличиемМетодические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, составляет 1,57 раза, а при ее использовании - 1,025 раза.

7.2. РАСЧЕТ КАСКАДА С РЕАКТИВНОЙ МЕЖКАСКАДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПЬЮ ТРЕТЬЕГО

ПОРЯДКА

Принципиальная схема усилителя с реактивной межкаскадной КЦ третьего порядка

приведена на рис. 7.3,а, эквивалентная схема по переменному току – на рис.

7.3,б [11, 12].

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис. 7.3

Используя однонаправленную эквивалентную схему замещения транзистора, схему

(рис. 7.3) можно представить в виде, приведенном на рис. 7.4.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Рис. 7.4

Согласно [2, 11], коэффициент прямой передачи последовательного соединения

межкаскадной КЦ и транзистора Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, при условии использования выходной КЦ, равен:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (6.17)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - нормированная частота;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - текущая круговая частота;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - верхняя круговая частота полосы пропускания разрабатываемого усилителя;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (6.18)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - нормированные относительно Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах значения элементов Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

При заданных значениях Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, соответствующих требуемой форме АЧХ каскада, нормированные значения Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

рассчитываются по формулам [12]:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах (6.19)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ,

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

В теории фильтров известны табулированные значения коэффициентов Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, соответствующие заданной неравномерности АЧХ цепи описываемой функцией вида

(6.17) [13], которые приведены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 – Коэффициенты передаточной функции фильтра Чебышева

Неравномерность АЧХ, дБ

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

0,11,6051,1840,611
0,21,8051,4150,868
0,31,9401,561,069
0,42,051,671,24
0,52,141,751,40
0,62,231,821,54
0,72,311,881,67
0,82,381,931,80
0,92,451,971,92
1,02,522,0122,035
1,22,652,082,26
1,42,772,132,46
1,62,892,182,67
1,83,012,222,87
2,03,132,263,06

Для выравнивания АЧХ в области частот ниже Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

используется резистор Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, рассчитываемый по формуле [11]:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (6.20)

При работе каскада в качестве входного, в формуле (6.19) значение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

принимается равным нулю.

После расчета Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , истинные значения элементов находятся из соотношений:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах (6.21)

Пример 7.2. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

каскада и значения элементов Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах межкаскадной КЦ

(рис. 7.3), при использовании транзисторов КТ610А (Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 3 нГн, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 5 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 4 пФ, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 86 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 1 ГГц) и условий Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =

50 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,9, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 260 МГц.

Решение. По таблице 7.2 для Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,9, что соответствует неравномерности АЧХ 1 дБ, определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 2,52; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 2,012; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 2,035. Находя нормированные значения Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,56, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,055, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,058 и подставляя в (6.19), получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 1,8; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,757; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,676. Рассчитывая Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и подставляя в (6.18) найдем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 3,2, а из (6.20) определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 3,75 кОм. После денормирования элементов по (6.21) получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 12,8 пФ; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 5,4 пФ; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 35,6 нГн.

7.3. РАСЧЕТ КАСКАДА С ЗАДАННЫМ НАКЛОНОМ АЧХ

Проблема разработки широкополосных усилительных каскадов с заданным наклоном

АЧХ связана с необходимостью компенсации наклона АЧХ источников усиливаемых

сигналов; устранения частотно-зависимых потерь в кабельных системах связи;

выравнивания АЧХ малошумящих усилителей, входные каскады которых реализуются

без применения цепей высокочастотной коррекции. На рис. 7.5,а приведена

принципиальная схема усилителя с реактивной межкаскадной КЦ четвертого

порядка, позволяющей реализовать заданный наклон АЧХ усилительного каскада,

эквивалентная схема по переменному току приведена на рис. 7.5,б [14].

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

а) б)

Рис. 7.5

Используя однонаправленную эквивалентную схему замещения транзистора, схему

(рис. 7.5) можно представить в виде, приведенном на рис. 7.6.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Рис. 7.6

Вводя идеальный трансформатор после конденсатора Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, с последующим применением преобразования Нортона [3], перейдем к схеме

представленной на рис. 7.7.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Рис. 7.7

В соответствии с [2, 11], коэффициент передачи последовательного соединения

межкаскадной КЦ и транзистора Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, при условии использования выходной КЦ, равен:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах (7.9)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - нормированная частота

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; (7.10)

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - нормированные относительно Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах значения элементов Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Таблица 7.3 - Нормированные значения элементов КЦ для Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =0,25 дБ

Наклон

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

+4 дБ

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 3.3

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 3.121

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 5.736

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 3.981

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 3.564

0.027

0.0267

0.0257

0.024

0.02

0.013

0.008

0,0

1.058

1.09

1.135

1.178

1.246

1.33

1.379

1.448

2.117

2.179

2.269

2.356

2.491

2.66

2.758

2.895

3.525

3.485

3.435

3.395

3.347

3.306

3.29

3.277

6.836

6.283

5.597

5.069

4.419

3.814

3.533

3.205

0.144

0.156

0.174

0.191

0.217

0.248

0.264

0.287

+2 дБ

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 3.2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 3.576

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 6.385

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 4.643

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 3.898

0.0361

0.0357

0.0345

0.0325

0.029

0.024

0.015

0.0

1.59

1.638

1.696

1.753

1.824

1.902

2.014

2.166

3.18

3.276

3.391

3.506

3.648

3.804

4.029

4.332

3.301

3.278

3.254

3.237

3.222

3.213

3.212

3.227

5.598

5.107

4.607

4.204

3.797

3.437

3.031

2.622

0.172

0.187

0.207

0.225

0.247

0.269

0.3

0.337

+0 дБ

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 3.15

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 4.02

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 7.07

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 5.34

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 4.182

0.0493

0.049

0.047

0.045

0.04

0.03

0.017

0.0

2.425

2.482

2.595

2.661

2.781

2.958

3.141

3.346

4.851

4.964

5.19

5.322

5.563

5.916

6.282

6.692

3.137

3.13

3.122

3.121

3.125

3.143

3.175

3.221

4.597

4.287

3.753

3.504

3.134

2.726

2.412

2.144

0.205

0.219

0.247

0.263

0.29

0.327

0.36

0.393

-3 дБ

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 3.2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 4.685

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 8.341

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 6.653

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 4.749

0.0777

0.077

0.075

0.07

0.06

0.043

0.02

0.0

4.668

4.816

4.976

5.208

5.526

5.937

6.402

6.769

9.336

9.633

9.951

10.417

11.052

11.874

12.804

13.538

3.062

3.068

3.079

3.102

3.143

3.21

3.299

3.377

3.581

3.276

2.998

2.68

2.355

2.051

1.803

1.653

0.263

0.285

0.309

0.34

0.379

0.421

0.462

0.488

-6 дБ

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 3.3

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 5.296

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 9.712

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 8.365

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 5.282

0.132

0.131

0.127

0.12

0.1

0.08

0.04

0.0

16.479

17.123

17.887

18.704

20.334

21.642

23.943

26.093

32.959

34.247

35.774

37.408

40.668

43.284

47.885

52.187

2.832

2.857

2.896

2.944

3.049

3.143

3.321

3.499

2.771

2.541

2.294

2.088

1.789

1.617

1.398

1.253

0.357

0.385

0.42

0.453

0.508

0.544

0.592

0.625

Таблица 7.4 - Нормированные значения элементов КЦ для Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =0,5 дБ

Наклон

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

+6 дБ

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 5.4

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 2.725

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 5.941

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 3.731

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 4.3

0.012

0.0119

0.0115

0.011

0.0095

0.0077

0.005

0.0

0.42

0.436

0.461

0.48

0.516

0.546

0.581

0.632

0.839

0.871

0.923

0.959

1.031

1.092

1.163

1.265

6.449

6.278

6.033

5.879

5.618

5.432

5.249

5.033

12.509

11.607

10.365

9.624

8.422

7.602

6.814

5.911

0.09

0.097

0.109

0.117

0.134

0.147

0.164

0.187

+3 дБ

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 4.9

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 3.404

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 7.013

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 4.805

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 5.077

0.0192

0.019

0.0185

0.017

0.015

0.012

0.007

0.0

0.701

0.729

0.759

0.807

0.849

0.896

0.959

1.029

1.403

1.458

1.518

1.613

1.697

1.793

1.917

2.058

5.576

5.455

5.336

5.173

5.052

4.937

4.816

4.711

8.98

8.25

7.551

6.652

6.021

5.433

4.817

4.268

0.123

0.134

0.146

0.165

0.182

0.2

0.224

0.249

0 дБ

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 4.9

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 4.082

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 8.311

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 6.071

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 6.0

0.0291

0.0288

0.028

0.0265

0.024

0.019

0.01

0.0

1.012

1.053

1.096

1.145

1.203

1.288

1.404

1.509

2.024

2.106

2.192

2.29

2.406

2.576

2.808

3.018

5.405

5.306

5.217

5.129

5.042

4.94

4.843

4.787

6.881

6.296

5.79

5.303

4.828

4.271

3.697

3.301

0.16

0.175

0.19

0.207

0.226

0.253

0.287

0.316

-3 дБ

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 5.2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 4.745

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 9.856

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 7.632

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 7.13

0.0433

0.043

0.0415

0.039

0.035

0.027

0.015

0.0

1.266

1.318

1.4

1.477

1.565

1.698

1.854

2.019

2.532

2.636

2.799

2.953

3.13

3.395

3.708

4.038

5.618

5.531

5.417

5.331

5.253

5.172

5.117

5.095

5.662

5.234

4.681

4.263

3.874

3.414

3.003

2.673

0.201

0.217

0.241

0.263

0.287

0.321

0.357

0.391

-6 дБ

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 5.7

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 2

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 5.345

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 11.71

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 9.702

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах 8.809

0.0603

0.06

0.058

0.054

0.048

0.04

0.02

0.0

1.285

1.342

1.449

1.564

1.686

1.814

2.068

2.283

2.569

2.684

2.899

3.129

3.371

3.627

4.136

4.567

6.291

6.188

6.031

5.906

5.812

5.744

5.683

5.686

5.036

4.701

4.188

3.759

3.399

3.093

2.634

2.35

0.247

0.264

0.295

0.325

0.355

0.385

0.436

0.474

В таблицах 7.3 и 7.4 приведены значения элементов Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, вычисленные для случая реализации усилительного каскада с различным наклоном

АЧХ, лежащим в пределах + 6 дБ, при допустимом уклонении АЧХ от

требуемой формы Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

равном 0,25 дБ и 0,5 дБ, и для различных значений Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

.

Таблицы получены с помощью методики проектирования согласующе-выравнивающих

цепей транзисторных усилителей, предполагающей составление и решение систем

компонентных уравнений [5], и методики синтеза прототипа передаточной

характеристики, обеспечивающего максимальный коэффициент усиления каскада при

заданной допустимой неравномерности АЧХ в заданной полосе частот [13].

Для перехода от схемы на рис. 7.7 к схеме на рис. 7.6 следует воспользоваться

формулами пересчета:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах (7.11)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ;

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - нормированные относительно Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах значения элементов Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

Табличные значения элементов Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , в этом случае, выбираются для значения Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах равного:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах (7.12)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - коэффициент, значение которого приведено в таблицах.

Пример 7.3. Рассчитать Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

каскада и значения элементов Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

межкаскадной КЦ (рис. 7.5), если в качестве Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах используются

транзисторы КТ610А (Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 3 нГн, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 5 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 4 пФ, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 86 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 1 ГГц), требуемый подъем АЧХ каскада на транзисторе Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

равен 3 дБ, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 50 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,9, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 260 МГц.

Решение. Нормированные значения элементов Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

равны: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,56; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

/Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,058; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

/Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,057. Значение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,9 соответствует неравномерности АЧХ 1 дБ. По таблице 7.4 найдем, что для

подъема АЧХ равного 3 дБ коэффициент Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 4,9. По (7.12) определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,05. Ближайшее табличное значение Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

равно 0,07. Для этого значения Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

из таблицы имеем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =

0,959; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 1,917; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 4,816; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 4,817; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 0,224. Теперь по (7.11) и (7.10) получим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 1,13; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,959; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 1,917; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 4,256; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 3,282; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 0,229; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 4,05. После денормирования элементов найдем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 82,5 Ом; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

/Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 100 нГн; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах /Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 30,3 пФ; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 23,4

пФ; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 12 нГн.

8. РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛей С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

При разработке усилителей с рабочими частотами от нуля либо единиц герц до

единиц гигагерц возникает проблема совмещения схемных решений построения

низкочастотных и сверхвысокочастотных усилителей. Например, использование

больших значений разделительных конденсаторов и дросселей питания для

уменьшения нижней граничной частоты, связано с появлением некорректируемых

паразитных резонансов в области сверхвысоких частот. Этого недостатка можно

избежать, используя частотно-разделительные цепи (ЧРЦ). Наибольший интерес

представляет схема усилителя с ЧРЦ, предназначенного для усиления как

периодических, так и импульсных сигналов [15,16,17]. Схема усилителя с ЧРЦ

приведена на рис. 8.1, где УВЧ – усилитель верхних частот, УНЧ – усилитель

нижних частот.

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

Рис. 8.1

Принцип работы схемы заключается в следующем. Усилитель с ЧРЦ состоит из двух

канальных усилителей. Первый канальный усилитель УВЧ является высокочастотным и

строится с использованием схемных решений построения усилителей сверхвысоких

частот. Второй канальный усилитель УНЧ является низкочастотным и строится с

использованием достоинств схемных решений построения усилителей постоянного

тока либо усилителей низкой частоты. При условии согласованных входов и выходов

канальных усилителей, выборе значения резистора Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

равным Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , а Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

много больше значения Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, усилитель с ЧРЦ оказывается согласованным по входу и выходу. Каждый из

канальных усилителей усиливает соответствующую часть спектра входного сигнала.

Выходная ЧРЦ осуществляет суммирование усиленных спектров в нагрузке.

Если обозначить нижнюю и верхнюю граничные частоты УВЧ как Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , а нижнюю и

верхнюю граничные частоты УНЧ как Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , то

дополнительным необходимым условием построения усилителя с ЧРЦ является

требование:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ³10Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах . (8.1)

В этом случае полоса пропускания разрабатываемого усилителя с ЧРЦ будет

охватывать область частот от Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

до Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах .

С учетом вышесказанного расчет значений элементов ЧРЦ усилителя сводится к

следующему.

Значения резисторов Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах и Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах выбираются из условий:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах (8.2)

По заданному коэффициенту усиления УВЧ Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

определяется необходимый коэффициент усиления УНЧ Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

из соотношения:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , (8.3)

где Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах - входное сопротивление УНЧ.

Значения элементов ЧРЦ рассчитываются по формулам [15]:

Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах (8.4)

Пример 8.1. Рассчитать значения элементов Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах , коэффициент

усиления УНЧ и его Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

для усилителя с ЧРЦ, схема которого приведена на рис. 8.1, при условиях: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 10; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 1 МГц; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах ; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 50 Ом.

Решение. В соответствии с формулами (8.1) и (8.2) выбираем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 10 МГц, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =50 Ом, Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=500 Ом. Теперь по (8.3) найдем: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

=110, а по (8.4) определим: Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 3,2 нФ; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах = 8 мкГн; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах

= 320 пФ; Методические указания: Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах =800 нГн.

Список использованных источников

1. Мамонкин И.Г. Усилительные устройства. Учебное пособие для вузов. - М.:

Связь. 1977.

2. Шварц Н.З. Линейные транзисторные усилители СВЧ. - М.: Сов. радио, 1980.

3. Широкополосные радиопередающие устройства / Алексеев О.В., Головков А.А.,

Полевой В.В., Соловьев А.А.; Под ред. О.В. Алексеева. - М.: Связь, 1978.

4. Титов А.А., Бабак Л.И., Черкашин М.В. Расчет межкаскадной согласующей цепи

транзисторного полосового усилителя мощности // Электронная техника. Сер.

СВЧ-техника. – 2000. - Вып. 1.

5. Бабак Л.И., Шевцов А.Н., Юсупов Р.Р. Пакет программ автоматизированного

расчета транзисторных широкополосных и импульсных УВЧ - и СВЧ усилителей //

Электронная техника. Сер. СВЧ – техника. – 1993. – Вып. 3.

6. Петухов В.М. Полевые и высокочастотные биполярные транзисторы средней и

большой мощности и их зарубежные аналоги: Справочник. В 4 томах. – М.: КУбК-

а, 1997.

7. Никифоров В.В., Терентьев С.Ю. Синтез цепей коррекции широкополосных

усилителей мощности с применением методов нелинейного программирования // Сб.

«Полупроводниковая электроника в технике связи». /Под ред. И.Ф.

Николаевского. - М.: Радио и связь, 1986. – Вып. 26.

8. Титов А.А. Упрощенный расчет широкополосного усилителя. // Радиотехника. -

1979. - № 6.

9. Мелихов С.В., Колесов И.А. Влияние нагружающих обратных связей на уровень

выходного сигнала усилительных каскадов // Сб. «Широкополосные усилители». -

Томск: Изд-во Том. ун-та, 1975. – Вып. 4.

10. Бабак Л.И. Анализ широкополосного усилителя по схеме со сложением

напряжений // Сб. «Наносекундные и субнаносекундные усилители» / Под ред.

И.А. Суслова. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 1976.

11. Бабак Л.И., Дергунов С.А. Расчет цепей коррекции сверхширокополосных

транзисторных усилителей мощности СВЧ // Сб. «Радиотехнические методы и

средства измерений» - Томск: Изд-во Том. ун-та, 1985.

12. Титов А.А. Расчет межкаскадной корректирующей цепи многооктавного

транзисторного усилителя мощности. // Радиотехника. – 1987. - №1.

13. Титов А.А. Расчет диссипативной межкаскадной корректирующей цепи

широкополосного усилителя мощности // Радиотехника. - 1989. - №2.

14. Альбац М.Е. Справочник по расчету фильтров и линий задержки. – М.:

Госэнергоиздат, 1963.

15. Ильюшенко В.Н., Титов А.А. Многоканальные импульсные устройства с

частотным разделением каналов. // Радиотехника. - 1991. - № 1.

16. Пикосекундная импульсная техника. /В.Н. Ильюшенко, Б.И. Авдоченко, В.Ю.

Баранов и др. / Под ред. В.Н. Ильюшенко.- М.: Энергоатомиздат, 1993.

17. Авторское свидетельство № 1653128 СССР, МКИ НОЗF 1/42. Широкополосный

усилитель / В.Н. Ильюшенко, А.А. Титов // Открытия, Изобретения. – 1991 -

№20.



(C) 2009