Методы анализа транзисторных усилительных каскадов (стр. 3 из 3)
Вышеприведенные рассуждения справедливы для случая, когда сопротивлениями разделительных и блокировочных конденсаторов можно пренебречь в силу их малых значений (в эквивалентных схемах замещения эти конденсаторы заменяются короткими замыканиями). На низких частотах выполнить условия пренебрежимо малого значения емкостного сопротивления не удается, в результате чего в усилительном каскаде возникают низкочастотные искажения. Для снижения этих искажений требуется увеличение емкостей конденсаторов СР, СБ, что не всегда выполнимо из конструктивных или экономических соображений. Поэтому номиналы СР, СБ выбирают исходя из предельно допустимых частотных искажений.
Эквивалентная схема сигнальной цепи, содержащей разделительный конденсатор, приведена на рисунке 6.14, при этом рисунок 6.14, а соответствует случаю, когда сигнальные изменения представлены с помощью генератора тока, а рисунок 6.14, б - с помощью генератора ЭДС.
а б
Рис.6.14. Эквивалентные схемы сигнальной цепи с конденсатором СР
Оба представления взаимно эквивалентны. Рассмотрим передаточные свойства этой цепи на участке 1 - 2.
На средних частотах, когда сопротивление СР пренебрежимо мало, коэффициент передачи частотно независим и равен
(6.63)По мере понижения частоты сопротивление конденсатора растет, и общее выходное напряжение цепи падает. Коэффициент передачи разделительной цепи для низких частот будет равен
(6.64)где
- постоянная времени разделительной цепи.Анализ выражения (6.64) показывает, что влияние разделительной цепи на низких частотах сказывается уменьшением модуля коэффициента передачи (график на Рис.6.15) и появлением дополнительного фазового сдвига (Рис.6.16).
Рис.6.15. График |K| Рис.6.16. График q (w)
Если задаваться некоторой нижней границей частотного диапазона wН, можно определить коэффициент частотных искажений МН для заданной схемы:
(6.65)или определить минимальную величину емкости разделительного конденсатора, при которой частотные искажения не превысят предельно допустимых:
(6.66)Влияние блокировочных конденсаторов на низких частотах сводится к тому, что сопротивление блокируемой цепи становится ненулевым, имеет комплексный характер, а это приводит к дополнительному спаду АЧХ и фазовым сдвигам. Для схемы с ОЭ выбор величины СБ осуществляется исходя из заданной величины частотных искажений МН:
(6.67)Кроме того необходимо отметить, что если приводимая в справочниках информация не является для практических расчетов достаточной, то используют рассмотрение свойств усилительных приборов, основанное на использовании их физических эквивалентных схем. Одной их наиболее используемых моделей в данном случае является модель Эберса-Молла, определяющая взаимосвязь выходного тока транзистора и разности потенциалов на его эмиттерном переходе. Применение данной модели предлагается изучить самостоятельно по пособию: Богданов Н.Г., Лисичкин В.Г. Основы радиотехники и электроники. Часть 6.: - Орел: ВИПС, 1999. - С.74-80.
Библиографический список
1. Стеблянко В.Д. Усилители электрических сигналов. Курс лекций. Орел- С.18-40.
2. Павлов В.Н., Ногин Б.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств. - М.: Радио и связь, 1997. - С.23-70