Предварительный расчет каскадов.

Как правило, получить требуемый коэффициент усиления на одном каскаде ши­рокополосного усилителя не удается, поэтому в общем случае схема широкополосного усилителя состоит из N каскадов. Рассмотрим требования, предъявляемые к этим кас­кадам.

Так как по заданию необходимо спроектировать усилитель напряжения, то ис­точником сигнала должен быть ЭДС-генератор. для этого необходимо, чтобы входное сопротивление входного каскада было намного больше сопротивления генератора сигнала. По заданию сопротивление источника сигнала 900 Ом. Входное сопротивление входного каскада возьмем примерно на порядок больше заданного, т.е. примерно 9 кОм, при этом входной сигнал будет несколько ослабляться, поэтому необходимо обеспечить запас по усилению. Такое входное сопротивление может обеспечить кас­кад с общим эмиттером. Подобная схема включения на биполярном транзисторе да­ет коэффициент усиления близкий к 10, примем его равным 8 .

Выбор типов промежуточных каскадов зависит от требований предъявляемых к коэффициенту усиления и полосе пропускания. Применение в качестве промежуточ­ных каскадов комбинаций общий эмиттер - общий коллектор является нецелесооб­разным, это связано с потерей усиления но сравнению с применением только каскадов с общим эмиттером. В качестве промежуточных каска­дов возьмем каскады с общим эмиттером.

От выходного каскада требуется обеспечение на заданной нагрузке необходи­мого напряжения. По заданию выходной каскад должен обеспечить размах напряже­ния 11 В. на нагрузке 2,1 кОм. Емкость нагрузки -14пФ. Так как r_н > 300 Ом, то оконечный каскад будет выполнен но схеме ОЭ. Оконечный каскад работает в наиболее тяжелых условиях (от него требуется получить, боль­шую амплитуду тока и напряжения на выходе), поэтому ожидаемый коэффициент усиления каскада возьмем порядка К₀=6-7 . Коэффициент ослабления сигнала при передаче его от источника ко входу первого каскада усилителя примем равным К_Вц=0,9.

Для определения числа промежуточных каскадов определим коэффициент уси­ления промежуточных каскадов:

Отсюда получаем число каскадов равное 2,с коэффициентом усиления К₀=12.

Частотные искажения распределим равномерно по всем каскадам. Допустимые частотные искажения всего усилителя составляют: Мн=0,72, Мв=0,81.

При равномерном распределении искажений по каскадам допустимые частот­ные искажения оставляют для одного каскада: , .

В связи с разбросом номиналов элементов схемы необходимо предусмотреть наличие подстройки усиления. При этом необходимо обеспечить запас по усилению на 20÷30%, т.е. коэффициент усиления всего усилителя должен быть не менее: К = 5600.

Так как усилитель многокаскадный, то необходимо предусмотреть наличие фильтрующих цепей для устранения возможности его самовозбуждения из-за наличия паразитных обратных связей между каскадами через источник питания. Расчет усили­теля начнем с расчета выходного каскада. Для этого необходимо выбрать усилитель­ный прибор.