5.2 Расчет плавной регулировки усиления

С помощью плавной регулировки усиления требуется обеспечить ослабление на 10 дБ. Поскольку ТЗ содержит требование обеспечить входное сопротивление усилителя 50 Ом, то можно воспользоваться схемой плавной регулировки усиления, которая ставится на вход усилителя (рисунок 3.8).

Рис.5.2.1. Схема плавной регулировки усиления.

В данной схеме потенциометр выберем из стандартного ряда близким к 50 Ом, то есть R_р=47 Ом. Входное сопротивление входного каскада во много раз больше, поэтому входное сопротивление усилителя будет определяться только сопротивлением потенциометра R_р. Разделительный конденсатор С_р2 необходим, во-первых, чтобы не пропустить постоянную составляющую от предыдущего устройства (которым, например, может быть детектор), во-вторых, чтобы R_р не шунтировало по постоянному току базовый делитель, тем самым сохраняется положение рабочей точки.

Конденсатор С_р1 ставится для того, чтобы не изменить режим источника сигнала.

Постоянную времени верхних частот для этой цепи можно найти по формуле:

,

где R₁=R_i+R_р1, R₂=(R_вхR_р2)/ (R_вх+R_р2).

Искажения в области верхних частот будут максимальными, если движок потенциометра находится в верхнем положении, то есть R_р1=0; R_р2=R_р. Учтем также, что R_вхR_р, тогда R₁=R_i; R₂=R_р;

6. Оценка максимально допустимой входной емкости и учет влияния входной цепи

Оценку допустимой входной емкости будем производить исходя из результирующего времени установления усилителя без учета входной цепи:

.

где -времена установления выходного, предоконечного и входного каскадов соответственно.

Поскольку общее время установления усилителя , то максимальные искажения вносимые входной цепью можно найти как:

.

Найдем максимальную входную емкость:

.

Учтем влияние входной цепи на .

Рисунок 6.1 — Эквивалентная схема входной цепи

Входная цепь (рис. 6.1) в области малых времен создает искажения.

Время установления составит

7. Расчет усилителя в области больших времен

Искажения в области больших времен вносят, в основном, разделительные и блокировочные емкости. Произведем расчет этих элементов, исходя из условий ТЗ.

Для начала распределим искажения равномерно на все каскады:

Найдем значение постоянной времени НЧ для одного каскада:

Разделительные емкости находятся из формулы [1]:

, где и — сопротивления, стоящие «слева» и «справа» от емкости.

(7.1)

Блокировочную емкость в цепи эмиттера можно найти из выражения:

Таким образом, для выходного каскада (сразу перейдем к номинальным значениям):

Для предоконечного каскада:

Для входного каскада:

8. Построение переходной характеристики

Для построения переходной характеристики усилителя в области малых времен воспользуемся выражением:

.

где -число каскадов усилителя;

-постоянная времени верхних частот усилителя;

при .

Построенная таким образом ПХ изображена на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 — Переходная характеристика усилителя

Данная характеристика не соответствует переходной характеристике многокаскадного усилителя