Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 3.8.
Рисунок 3.8
Расчёт каскада полностью описан в [2].
При условии:
(3.3.36)
Каскад выдает напряжение, равное входному, оставляя неизменным ток, отдаваемый предыдущим каскадом. Поэтому ощущаемое сопротивление нагрузки каскада равно половине сопротивления нагрузки, а его входное сопротивление также равно половине сопротивления нагрузки, вплоть до частот соответствующих . При выполнении условия (3.3.36) коэффициент усиления каскада в области ВЧ описывается выражением:
,
Где:
;
;
;
);
.
В случае получения оптимальной по Брауде АЧХ, значения
равны:
; (3.3.37)
. (3.3.38)
Так как был использован каскад со сложением напряжения, произошло смещение рабочей точки, рассчитанной ранее. Напряжение в рабочей точке транзистора КТ948Б будет равно 13.2 вольт. Ток останется неизменным, т.е. будет равен 0.5 ампер. Также можно поменять номинал источника питания - взять его равным 14.2 вольт.
Так как каскад со сложением напряжения осуществляет подъём АЧХ, т.е. улучшает её форму, будем считать, что каскад не вносит линейных искажений и не требует МКЦ. Тогда произведём пересчёт искажений: 2 дБ отдадим на промежуточный каскад и 1 дБ на входной.
Основные технические характеристики транзистора КТ948Б:
Электрические параметры:
7. Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ МГц;
8. Постоянная времени цепи обратной связи, при напряжении 10 вольт, пс;
9. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ ;
10. Ёмкость коллекторного перехода пФ;
11. Индуктивность вывода базы нГн;
12. Индуктивность вывода эмиттера нГн.
Предельные эксплуатационные данные:
4. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер В;
5. Постоянный ток коллектора А;
6. Температура перехода К.
По формулам 3.3.6 ¸ 3.3.9 получаем значения элементов модели Джиаколетто:
пФ
пФ
По формулам 3.3.10 ¸ 3.3.14 получаем значения элементов ВЧ модели:
нГн;
пФ;
Ом;
А/В;
Ом;
пФ.
Используя эти данные, вычисляем значения для элементов по формулам 3.3.37-3.3.38, а также значения элементов схемы термостабилизации, используя формулы 3.3.18 ¸ 3.3.25.
Значения :
Значения элементов схемы термостабилизации:
,
,
,
,
,
,
.
Коэффициент усиления выходного каскада – 6 дБ.
3.4 Расчёт промежуточного каскада
3.4.1 Выбор рабочей точки
При расчёте требуемого режима транзистора промежуточных и входного каскадов по постоянному току, следует ориентироваться на соотношения, приведённые в пункте 3.3.1 с учётом того, что заменяется на входное сопротивление последующего каскада. Так как выходной каскад является каскадом со сложением напряжения, то координаты рабочей точки у промежуточного каскада те же, что и у выходного.
3.4.2 Выбор транзистора
Выбор транзистора осуществляется в соответствии с требованиями, приведенными в пункте 3.3.2. Этим требованиям отвечает транзистор КТ913Б. Его основные технические характеристики приведены ниже.
Электрические параметры:
1. граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ ГГц;
2. Постоянная времени цепи обратной связи пс, при напряжении 10 вольт;
3. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ ;
4. Ёмкость коллекторного перехода при В пФ;
5. Индуктивность вывода базы нГн;
6. Индуктивность вывода эмиттера нГн.
Предельные эксплуатационные данные:
1. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер В;
2. Постоянный ток коллектора А;
3. Температура перехода К.
3.4.3 Расчёт эквивалентных схем транзистора
Используя формулы 3.3.6 ¸ 3.3.9, получаем значения элементов модели Джиаколетто:
пФ
пФ
По формулам 3.3.10 ¸ 3.3.14 получаем значения элементов ВЧ модели:
нГн;
пФ;
Ом;
А/В;
Ом;
пФ.
3.4.4 Расчёт цепи термостабилизации
Метод расчёта схемы идентичен приведённому в пункте 3.3.4.2. Элементы схемы термостабилизации будут равны соответствующим элементам схемы термостабилизации выходного каскада. Это следует из схемы включения выходного каскада. Таким образом, элементы схемы будут следующими:
;
;
;
,
;
;
.
3.4.5 Расчёт цепи коррекции между входным и промежуточным каскадами
В качестве цепи коррекции использована межкаскадная корректирующая цепь 3-го порядка. Схема включения цепи представлена на рисунке 3.9.
Рисунок 3.9
Используя схему замещения транзистора, показанную на рисунке 3.4, схему (рисунок 3.9) можно представить в виде эквивалентной схеме, показанной на рисунке 3.10.
Рисунок 3.10
Расчёт такой схемы подробно описан в [2].
Коэффициент прямой передачи каскада на транзисторе Т2, при условии использования выходной корректирующей цепи, равен:
; (3.4.1)
Где (3.4.2)
- нормированное относительно Т2 сопротивление нагрузки;
=, = - нормированные относительно Т1 и значения и . При заданных значениях ,,, соответствующих требуемой форме АЧХ каскада, нормированные значения ,, рассчитываются по формулам:
(3.4.3)
где ;
;
;
;
;
;
;
,
,
=- нормированные значения ,,.
В теории фильтров известны табулированные значения ,, соответствующие требуемой АЧХ цепи описываемой функцией вида 3.3.26
Для выравнивания АЧХ в области НЧ используется резистор , рассчитываемый по формуле:
(3.4.4)
При работе каскада в качестве промежуточного, в формуле 3.3.27 принимается равным единице, при работе в качестве входного =0.
После расчёта ,,, истинные значения элементов находятся из соотношений:
, , . (3.4.5)
В нашем случае значения ,, и следующие:
= 75 А;
= 3.72 пФ;
= 2.75 нГн;
=0.719 Ом;
При условии, что линейные искажения составляют 2 дБ, берём значения ,, из таблицы приведённой в [2]:
= 3.13
= 2.26
= 3.06
Тогда, из формул описанных выше, получаем:
