тивлением гб- Емкость Со на выходе эквивалентной схемы включает выходную емкость УЭ, емкость монтажа См и входную емкость УЭ следующего каскада Свх, т. е. Со=С1,ых + См+Свх-

Параллельно включенные для переменных токов резисторы Rl и Д2 делителя смещения на эквивалентной схеме представлены одним резистором R/=R1R2/{Rl-\-R2). Резисторы ге и Ге/ в схеме представляют собой эквивалентные сопротивления базы и эмиттерного перехода транзистора следующего каскада. Элементы автосмещения и температурной стабилизации из эквивалентной схемы исключены, так как их влиянием можно пренебречь практически на всех частотах.

Частотная характеристика резисторного каскада с емкостной связью (рис. 21.36, б) может быть разделена на три области: нижних, средних и верхних частот. В области нижних частот коэффициент усиления снижается (с уменьшением частоты) в основном из-за увеличения сопротивления конденсатора межкаскадной связи Ср1. Обычно низкочастотный диапазон ограничивается частотой

на которой коэффициент усиления снижается до 0,7 среднечастотного значения, т. е. Кп=0,7Ко- В области средних частот, составляющих основную часть рабочего диапазона усилителя, коэффициент усиления Ко практически не зависит от частоты. В области верхних частот снижение усиления в основном обусловлено емкостью Со. Эту емкость всегда стремятся свести к минимуму, чтобы ограничить через нее ток сигнала и обеспечить большее значение коэффициента усиления.

Расчет резисторного Kris (см. рис. 21.35, а). Исходные данные: полоса усиливаемых частот /н-н/в= 100-4000 Гц; коэффициент частотных искажений Мя 1,06; напряжение питания fi-lO В. Каскад должен обеспечить амплитуду входного тока следующего каскада 1ъх.т сп = 12 мА при его входном сопротивлении inx.cn= 10- Ом.

1. Выбор типа транзистора. Ток коллектора каскада, при котором обеспечивается амплитуда входного тока следующего каскада /вх.тсп, принимается:

4 = (1,25 - 1,5) /вх.„сл = (1,25 - 1,5) 12 = 15 - 18 мА.

Примем /к=15 мА. По току /к и граничной частоте, которая должна быть /л2:5 M„H3f вА21э cp = 5fB (А21Э минЧ-А21э „акс)/2 = 3-4000(30-1-60)/2 = 540 ООО Гц= = 0,54 МГц, выбираем для каскада транзистор МП41 со следующими параметрами: /„=40 мА; С/„э=15 В; /121эмин = 30; /l21a макс =60; fft2l6M.m=l МГц.

2. Расчет сопротивлений резисторов Ri и Rs- Значение этих сопротивлений определяется исходя из падения напряжения на них. Примем падение напряжения на резисторах Rk и Rs соответственно 0,4£„ и 0>,2Ек, тогда: ,

• ;?к = 0,4Як и=0,4-10/15-10-Зи 260 Ом;

/?э = 0,2£к к = 0,2.10/15-10-3 w 130 Ом.

Выбираем резисторы типов МЛТ-0,25 270 Ом и МЛТ-0,25 130 Ом.

3. Напряжение между эмиттером и коллектором транзистора в рабочей точке С/„эо = £к-/„(/?„-1-/?э) = 10-15-10-2(270-1-130) =4 В. При [/кэо = 4 В и /к=15 мА по статическим выходным характеристикам (рис. 21.37, о) определяем ток базы /бо = 200 мкА в рабочей точке О. По входной статической характеристике транзистора (рис. 21.37, б) Uva=5B для /бо=200 мкА опреде.чяем напряжение смещения в рабочей точке О. (/бэо = 0,22 В.

а) 1н."Л

1,0 0,5

0,1 1,t iUes 0.3

Рис. 21.37. Входные и выходные характеристики транзистора

4. Для определения входного сопротивления транзистора в точке О проводим касательную к входной характеристике транзистора. Значение входного сопротивления определяется тангенсом угла наклона касательной"

ЕХЭ -

АС/бзо 0,35-0,17 Д/б ~ 0,65-10-3

= 270 Ом.

5. Расчет делителя напряжения смещения. Сопротивление делителя R2 принимают: ;?2= (5н-15)/?вх.э. Примем /?2=67?вх.э=6-270=1620 Ом. Выбираем по ГОСТу резистор МЛТ-0,25 1,8 кОм. Ток делителя в КПУ /„= (3-f-10)/6o= = (3-М0)200 = 600-2000 мкА.

Примем /д = 2 мА. Сопротивление R1 делителя

1 = [к - (С/бэо + иэ)]/1я = Гк - (С/бэо + RsfMa = = [10 - (0,22 4- 130-15-10-3)]/2-10-3 = 3900 .Ом. Выбираем по ГОСТу резистор типа МЛТ-0,25 3;,9 кОм.

6. Расчет емкостей. Емкость конденсатора межкаскадной связи определяется исходя из допустимых частотных искажений Мн, вносимых на низшей рабочей •частоте

0,16-106

0,16-106

/и (R. + /?вх.сл) TMl - 1 100 (270 + 10) /1.062 - 1

= 16 мкФ.

Примем электролитический конденсатор емкостью 18 мкФ с С/раб£н= 10 В. Емкость конденсатора

(3 + 5)106 (35)106.

2я/„Лэ 2я.100-130

Примем электролитический конденсатор емкостью 47 мкФ с

--0,2; =0,2.10 = 2 В.

Усилители с трансформаторной связью. Каскады предварительного усиления с трансформаторной связью обеспечивают лучшее согласование усилительных каскадов. Трансформаторные каскады используются в качестве инверсных для подачи сигнала на двухтактный выходной каскад. Нередко трансформатор применяется в качестве входного устройства.

Практическое распространение нашли схемы усилительных каскадов с последовательным (рис. 21.38, а) и параллельным (рис.

Рис. 21.38. Усилитель с трансформаторной связью

21.38, б) включением трансформатора. Схема с последовательно включенным трансформатором не содержит резистора в коллекторной цепи, поэтому обладает более высоким выходным сопротивлением каскада, равным выходному сапротивлению транзистора, и применяется чаще. Схема с параллельным питанием требует установки переходного конденсатора С. В ней имеются дополнительные потери мощности сигнала в резисторе а выходное сопротивление вследствие шунтирующего действия снижается.

Нагрузкой трансформаторного каскада обычно служит относительно низкое входное сопротивление последующего каскада. В этом случае для межкаскадной связи служат понижающие трансформаторы с коэффициентом трансформации ft=RJRH<i, где /?н - приведенное к первичной обмотке сопротивление нагрузки в коллекторной цепи. Поскольку в понижающем трансформаторе ток во вторичной обмотке в п раз больше, чем в первичной \hlh=n или /2=«Л). схема с трансформаторной связью позволяет получить дополнительный выигрыш в усилении по току по сравнению с усилительными каскадами с емкостной связью.

-Частотная характеристика усилителя с трансформаторной связью (рис. 21.39) имеет снижение коэффициента усиления в области нижних и верхних частот. В области нижних частот спад коэффициента усиления каскада объясняется уменьшением индуктивного сопротивления обмоток трансформатора, вследствие чего возрастает их шунтирующее действие входной и выходной цепей каскада и снижается коэффициент усиления /(=/Со/[Ц-1/(сонТн)]- На

средних частотах влиянием реактивных элементов можно пренебречь. В области верхних частот на коэффициент усиления влияют емкость коллекторного перехода Ск и индуктивность рассеяния Ls обмоток трансформатора. На некоторой частоте Ск и Ls могут вызывать резонанс напряжения, вследствие чего на этой частоте возможен подъем частотной характеристики. Иногда эгим пользуются для коррекции частотной характеристики усилителя.

> К/Кср

0,1 t---

Рис. 21.39. Частотная характеристика усилителя с трансформаторной связью