Оценка нелинейных искажений каскада.

Построем нагрузочную прямую по переменному току, которая будет проходить через рабочую точку и точку B с напряжением

U_B = U_{КЭ рт}+I_{К рт} (R_К||R_Н)

Оценим максимальную амплитуду выходного напряжения каскада U_{ВЫХ m} с учетом «подтягивания» рабочей точки к ближайшей выходной характеристике. Максимальная амплитуда U_{ВЫХ m} будет равна меньшему из двух напряжений: напряжения в рабочей точке U_{КЭ рт} и разности напряжений U_B – U_{КЭ рт}.

Для того, чтобы построить сквозную характеристику каскада – зависимость тока коллектора i_К от напряжения база-эмиттер u_БЭ, нужно предварительно заготовить следующую таблицу:

Сквозную характеристику строят по нагрузочной прямой по переменному току. Количество столбцов в таблице будет равно количеству точек пересечения нагрузочной прямой по переменному току с выходными характеристиками транзистора. В таблице ΔI_Б – шаг по току базы, с которым приведены выходные характеристики в справочнике.

Используя пары значений U_БЭ, I_К из таблицы, построим сквозную характеристику каскада, и определим наибольшую амплитуду входного сигнала U_БЭm.

При подаче на вход каскада гармонического колебания с амплитудой U_БЭm напряжение база-эмиттер будет изменяться в пределах от U_{БЭ рт} – U_БЭm (точка A ) до U_{БЭ рт} + U_БЭm (точка B ). При увеличении амплитуды входного напряжения U_БЭm точки A и B будут удаляться от рабочей точки симметрично по оси напряжений. Найдем такое положение точек A и B, при котором они будут максимально удалены от рабочей точки, но не будут заходить на явно нелинейные участки сквозной характеристики. Нанесем точки A и B на график сквозной характеристики и запишите полученное значение максимальной амплитуды входного сигнала U_БЭm.

Оценим нелинейные искажения, вносимые каскадом, при максимальной амплитуде входного напряжения. Для оценки нелинейных искажений воспользуемся методом пяти ординат, который называют также методом Клина. Метод пяти ординат позволяет приближенно найти амплитуды первых четырех гармоник выходного колебания каскада и соответствующие коэффициенты гармоник.

Для использования метода пяти ординат постройте на сквозной характеристике точки C и D, которые должны быть удалены от рабочей точки на половину амплитуды напряжения входного сигнала. В результате на сквозной характеристике получите пять равноудаленных по оси напряжений точек A, B, РТ, C и D, ординаты которых i_A, i_B, I_{К рт}, i_C, i_D, используются при расчете коэффициентов гармоник.

i_a = 10^-3

i_b = 4.8*10^-3

i_c = 2*10^-3

i_d = 4*10^-3

i_{k РТ} = 3*10^-3

Коэффициент второй гармоники:

.

Коэффициент третьей гармоники:

Коэффициент четвертой гармоники:

Интегральный коэффициент гармоник:

.