Радиоприемные устройства - Баркан В.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Фиг. 2. 16. Эквивалентная схема усилителя на сопротивлениях.
ас
2С0
35
Поэтому влиянием емкостных сопротивлений на работу схемы в области средних частот можно пренебречь. Точно так же можно пренебречь влиянием емкости С0 на работу схемы в области нижних частот и влиянием емкости конденсатора С8 на работу схемы в области верхних частот.
Упрощенные эквивалентные схемы каскада показаны на фиг. 2. 17, а, б и в.
Определим коэффициент усиления Ко каскада на средних частотах.
ВЫХ
Фиг. 2. 17. Упрощенные эквивалентные схемы усилителя на сопротивлениях а—для средних частот, б—для нижних частот, в—для верхних частот.
Применим к схеме фиг. 2. 17, а теорему об эквивалентном генераторе (фиг. 2. 18), где
^ ' +
* Я/ + Да
Искомое напряжение на выходе усилителя
и.„г=и
/?9 + Л?
Подставив в выражение (2. 14) значения и и #э, получим
(2.14)
Яі + Я.
К ж-х ^выж = ^вых _(
1 +
Л,
(2. 15)
Воспользуемся теоремой об эквивалентном генераторе и при определении коэффициента усиления на нижних частотах (фиг. 2. 19).
Я?
ит-и-*
1
36
Подставив значения и и /?э, получим
вых ' * /?, + /?, 1
1
#а ^)
і +
Но
поэтому можно написать
Д> _ ^вых I/
1
(2.16)
и
е
ВЫХ
у©
I
и,
ВЫХ
Фиг. 2. 18. Приведенная эквивалентная схема для средних частот.
Фиг. 2. 19. Приведенная эквивалентная схема для нижних частот.
Модуль коэффициента усиления на нижних частотах
1
(2.17)
(2.18)
где тн —С^/?^— постоянная времени цепи межкаскадной связи.
Формулы (2. 16) и (2. 17) позволяют определить и коэффициент частотных искажений Мн и фазовую характеристику каскада
(2.19)
37
tg<pH =
tg <p„=
1
(2.20) (2.21) (2. 22)
Коэффициент частотных искажений Мн и угол сдвига фаз ср находятся в следующей простой зависимости:
(2.23)
^0 *5
1
1
COS <рн
^вых Определим коэффициент усиления
каскада на верхних частотах диапазона
Фиг. 2.20. Приведенная эквивалентная схема для верхних частот.
ив
(2.24)
Применим к схеме фиг. 2. 17, в теорему об эквивалентном генераторе (фиг. 2.20).
-RC
где
R* + zK
-RC'
о _
Поставив в формулу (2. 24) значения иьъ1Х и произведя необходимые упрощения, приведем формулу (2. 24) к следующему виду:
1
где
А»
RiRa
(2.25)
Э #/ + #а
Модуль коэффициента усиления Введем обозначение
1
Тогда
38
/1 + ^вСоЯэ)2
(2. 26)
Kb = Kq ~7
1
Ґі + ^Vb)2
(2. 27)
®*CgRg 1
Модуль коэффициента частотных искажений
^-Нг = ]Л + (2„ед)2 (2.28)
Ав
или
Мв=/1 + (2втв)2. (2.29)
Тангенс угла сдвига фаз определим из формулы (2. 25)
1§Тв=-2вед (2.30)
или
tg<p.= -^.v (2.31)
Коэффициент частотных искажений Мв и угол сдвига фаз ф и в этом случае можно найти по такой же формуле, что и для нижних частот,
Мв=—. (2.32)
Полученные формулы для коэффициентов усиления каскада на нижних, средних и верхних частотах позволяют сделать выводы о частотной и фазовой характеристиках усилителя.
В области средних частот величина коэффициента усиления достигает наибольшего значения. С уменьшением частоты усиливаемых колебаний возрастает емкостное сопротивление конденсатора Сё, а следовательно, и падение напряжения на нем. Поэтому выходное напряжение, снимаемое с сопротивления уменьшается и коэффициент усиления Кн на этих частотах будет заметно меньше, чем Ко.
С повышением частоты колебаний уменьшается сопротивление емкости Со. Шунтирующее действие Со на анодную нагрузку возрастает. Уменьшение величины сопротивления анодной нагрузки приводит к понижению значений Къ.
Таким образом, частотная характеристика усилителя и в области нижних и в области верхних частот будет иметь спад. Из формул (2. 21) и (2. 30) видно, что в области нижних частот угол сдвига фаз, возникающий из-за влияния емкости конденсатора Cg, положителен (фн>0), а угол сдвига фаз в области верхних частот, вызываемый влиянием емкости С0, отрицателен (фв<0).
При каком-то значении частоты йо угол сдвига фаз каскада, равный алгебраической сумме углов сдвига фаз фн и ф8, окажется равным нулю ф=фн'+'фв==0
1
или
+ <-^оОД) = 0 (2.33)
1 20*,-0. (2.34)
39
Решая уравнение (2. 33) относительно частоты ?>о, получим
1
2,
или
0 / С^С0ЯЭ
(2.35) (2.36)
Фиг. 2.21. Частотная характеристика усилителя на сопротивлениях.
Расчет усилителя и результаты опытов показывают, что величина коэффициента усиления К остается близкой к Ко в довольно
значительном интервале частот.
Угол сдвига фаз ср в этом интервале частот мало отличается от нуля. Уменьшение коэффициента усиления и возникновение угла сдвига фаз наблюдается лишь на крайних частотах диапазона.
Частотная характеристика усилителя показана на фиг. 2.21, а фазовая—на фиг. 2. 22.
Нелинейные искажения усилителя на сопротивлениях при правильно выбранном режиме настолько малы, что при расчете их не учитывают. Однако следует заметить, что в случае усиления сигналов со значительными напряжениями будет использоваться не только линейная часть характеристик, но и ее нижний искривленный участок, что нередко вызывает заметные нелинейные искажения.
Как было показано выше, коэффициент усиления зависит от величины сопротивления анодной нагрузки: чем