5. Розрахунок коефіцієнта гармонік і елементів зворотного зв'язку

Коефіцієнт гармонік обчислюється по побудованій графічно прохідний характеристиці вихідного каскаду

, (5.1)

де - струм колектора одного плеча вихідного каскаду;

- напруга генератора сигналу, що подається на вхід вихідного каскаду.

Побудова прохідної характеристики виконується для одного плеча вихідного каскаду. Для цього використовуються вихідна і вхідна ВАХ транзистора спільно з лінією навантаження АВ (рис. 5.1 і 5.2).

По точках перетину лінії навантаження по змінному струмі з вихідною характеристикою транзистора визначаємо струми колектора і відповідні їм струми бази . На вхідних характеристиці по струмах бази визначити відповідні їм напруги . Ці дані є вихідними для побудови прохідної характеристики каскаду.

Рисунок 5.1 – Вихідна вольт-амперна характеристика транзистора підсилювача потужності

Рисунок 5.2 – Вхідна вольт-амперна характеристика транзистора підсилювача потужності

Розраховуємо внутрішній опір генератора сигналу, збудливого вихідний каскад.

Для трансформаторного каскаду опір генератора сигналу визначається за формулою:

де – вхідний опір вихідного каскаду.

Напруга для трансформаторного каскаду обчислюємо за формулою:

де i – номер такту;

– резистори, що задають зміщення в базовому колі вихідного каскаду.

Після обчислення значень будуємо прохідну характеристику каскаду (рис. 5.3).

Рисунок 5.3 - Прохідна характеристика вихідного каскаду

Значення струмів та I₁=f(E₁) є вихідними для розрахунку коефіцієнта гармонік.

Тоді:

На практиці вводять коефіцієнт асиметрії ε, що враховує розкид параметрів транзисторів, що стоять в різних плечах двотактного каскаду, зазвичай приймають ε = 0,1.

Амплітудні значення гармонійних складових розраховуються за формулами:

Коефіцієнт гармонік вихідного каскаду розраховуємо по формулі:

При використанні зворотного зв'язку коефіцієнт гармонік визначається за формулою:

де γ – коефіцієнт глибини зворотного зв'язку;

Задаймося виходячи з обмежень .

Визначаємо кількість проміжних каскадів виходячи з обмеження .

Задаймося . Тоді:

Отже:

де – коефіцієнт посилення по напрузі вихідного каскаду;

– коефіцієнт посилення по напрузі фазоінверсного каскаду;

– коефіцієнт посилення по напрузі проміжного каскаду;

– кількість проміжних каскадів, що не охоплені зворотним зв’язком.

Отже кількість проміжних каскадів, що не охоплені зворотним зв’язком = 1.

Коефіцієнт посилення по напрузі каскадів, що охоплені зворотним зв’язком

де – кількість проміжних каскадів, що охоплені зворотним зв’язком;

– коефіцієнт посилення по напрузі проміжного каскаду;

– коефіцієнт посилення по напрузі вхідного каскаду.

Отже кількість проміжних каскадів, що охоплені зворотним зв’язком = 2.

Уточнюємо значення

Звідси знаходимо :

Розраховуємо елементи зворотного зв'язку за схемою наведеною на рисунку 6.4.

Рисунок 6.4 ‒ Введення елементів зворотного зв'язку в схему підсилювального каскаду ОЕ

Задаймося величиною опору . За формулою