ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МНОГОКАСКАДНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

§ 5.1. Усилители с резистивно-емкостной связью

Принципиальная схема двухкаскадного усилителя напряжения с -связью на биполярных транзисторах приведена на рис. 5.1.

Рис. 5.1.

В области средних частот полосы пропускания разделительные конденсаторы обеспечивают развязку каскадов по постоянному току и в то же время не оказывают заметного влияния на прохождение переменной составляющей входного сигнала. Поэтому расчет такого усилителя в области средних частот производится в соответствии с эквивалентной схемой рис. 4.1, б и формулами, приведенными в § 4.1. При этом необходимо учитывать, что каждый последующий каскад является нагрузкой предыдущего, т. е. коэффициенты усиления отдельных каскадов определяются формулами:

Общий коэффициент усиления

Коэффициент низкочастотных искажений всего усилителя определяется произведением коэффициентов низкочастотных искажений, обусловленных влиянием на каждого разделительного конденсатора и конденсатора в эмиттерной цепи в отдельности, т. е.

Фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями определяется суммой фазовых сдвигов, обусловленных влиянием на разделительных конденсаторов и конденсаторов в эмиттерных Цепях транзисторов, т. е. где - фазовые сдвиги, обусловленные соответствующими разделительными конденсаторами — фазовые сдвиги, обусловленные конденсаторами .

Расчет усилителя в области низких частот обычно производится при заданных и . Полагая, что частотные искажения в отдельных цепях усилителя одинаковы, будем иметь

где t — число цепей усилителя, создающих низкочастотные искажения.

Рис. 5.2.

Коэффициент высокочастотных искажений многокаскадного усилителя определяется произведением коэффициентов высокочастотных искажений отдельных каскадов. Если задан, то удобно распределить высокочастотные искажения поровну между каскадами. Тогда коэффициент высокочастотных искажений отдельного каскада можно найти из формулы

где — число каскадов.

Фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями всего усилителя в области высоких частот определяется как сумма фазовых сдвигов в отдельных каскадах. Если высокочастотные искажения распределены между каскадами усилителя поровну, т. е. , то суммарный фазовый сдвиг можно определить из формулы .

Из формул (5.3) и (5.5) следует, что с увеличением числа каскадов полоса пропускания усилителя сужается. Для расширения полосы пропускания и повышения стабильности коэффициента усиления можно ввести отрицательную обратную связь. При этом, однако, необходимо учитывать, что увеличение фазового сдвига ФУС приводит к неустойчивой работе многокаскадного усилителя в области граничных частот полосы пропускания, так как отрицательная обратная связь на этих частотах может трансформирован в положительную (см. рис. 2.9).

Принципиальная схема усилителя с общей последовательной отрицательной обратной связью по напряжению и местной по току приведена на рис. 5.2.

В этой схеме коэффициент передачи цепи обратной связи по напряжению

Коэффициент усиления по напряжению усилителя

где

— коэффициент усиления первого каскада с отрицательной обратной связью по току; — входное сопротивление первого каскада.

Таким образом, можно записать

Коэффициент усиления второго каскада определяется из формулы

При глубокой обратной связи, когда выполняется соотношение коэффициент усиления усилителя (рис. 5.2) определяется только коэффициентом передачи цепи обратной связи, т. е.