Целью расчета является определение МВ усилителя. На частотные свойства усилителя в области высоких частот (ВЧ-области) оказывают влияние следующие факторы.
1. Инерционность транзисторов. Для биполярных транзисторов показателем быстродействия является частота fh21Э. При увеличении частоты усиливаемого сигнала f изменяются величины Н-параметров транзистора. Если f < fh21Э, то величины параметров h11Э, h12Э и h22Э можно считать частотно-независимыми. Параметр h21Э наиболее сильно зависит от f, приобретая в ВЧ-области комплексный характер:
Так как модуль 
меньше, чем h21Э в области средних частот, коэффициенты усиления каскадов на биполярных транзисторах уменьшаются с увеличением частоты.
Из-за изменения h21Э изменяется входное сопротивление каскада по схеме с ОК, также приобретая комплексный характер. Зависимость 
от частоты имеет вид выражения (13.14):
где RВХ – входное сопротивление каскада по схеме с ОК на средних частотах; fПР – предельная частота, определяемая по формуле
В формуле (13.15) 
— постоянная времени транзистора в ВЧ-области; tК – постоянная времени коллекторной цепи транзистора, определяемая по формуле
Емкость СК(Э) берется из справочных данных транзистора, если в справочнике указана емкость СК, то СК(Э) вычисляется по формуле СК(Э) = СК×(1 + h21Э).
Показателем быстродействия полевого транзистора является частота fS, описывающая инерционность системы «затвор – канал». При выборе транзистора с большим запасом по частоте его инерционностью можно пренебречь.
2. Наличие междуэлектродных емкостей транзисторов: биполярного – СбЭ,, СКб, СКЭ; полевого – СЗИ, СЗС, ССИ.
В биполярном транзисторе емкость СбЭ шунтирует сравнительно малое сопротивление h11Э, поэтому ее влияние сказывается на более высоких частотах, чем влияние СКб. Емкость СКЭ >> СКб, поэтому влияние СКЭ также сказывается на более высоких частотах, чем влияние СКб. Междуэлектродная емкость СКб, называемая емкостью коллекторного перехода СК(Э) , определяет быстродействие выходной цепи биполярного транзистора.
Междуэлектродные емкости полевого транзистора СЗС и СЗИ образуют входную емкость каскада по схеме с ОИ:
где КU – коэффициент усиления по напряжению каскада с ОИ на средних частотах.
Наличие СВХ придает в ВЧ-области комплексный характер входному сопротивлению каскада:
где 
3. Увеличение потерь в стали магнитопроводов трансформаторов на высоких частотах. Этот эффект описывается индуктивностью рассеяния трансформатора LS.
Комплексное действие перечисленных факторов приводит к появлению в ВЧ-области частотных искажений сигнала. Коэффициент частотных искажений, вносимых усилителем, определяется по формуле (13.17):
где Кe – сквозной коэффициент усиления усилителя по напряжению на средних частотах; 
— модуль сквозного коэффициента усиления усилителя по напряжению на верхней рабочей частоте fВ.
Так как 
где gВХ и 
— коэффициент передачи входной цепи усилителя по напряжению на средних частотах и его модуль при f = fВ соответственно; 
b> — коэффициент усиления i-го каскада усилителя по напряжению на средних частотах и его модуль при f = fВ соответственно; n – число каскадов усиления, формула (13.17) преобразуется к виду (13.18):
Здесь 
– коэффициент частотных искажений, вносимых входной цепью усилителя; 
– коэффициент частотных искажений, вносимых i-м каскадом усилителя.
Рассмотрим методику определения МВХ.В для различных типов входных каскадов ВхК.
Коэффициент передачи gВХ для всех типов ВхК определяется по формуле
Если в качестве ВхК используется КПУ по схеме с ОЭ (что возможно при малом RГ), МВХ.В = 1.
Если в качестве ВхК используется КПУ по схеме с ОК, то, используя формулу (13.14), получим:
Подставив в формулу (13.19) fПР, определенную по формуле (13.15), получим значение МВХ.В.
Если в качестве ВхК используется КПУ по схеме с ОИ, то, используя формулу (13.16), получим:
где 
— постоянная времени входной цепи каскада по схеме с ОИ в ВЧ-области; wВ = 2pfВ.
Для i-го КПУ величина МBi зависит от типа i-го каскада и характера нагрузки, т.е. типа (i + 1)-го каскада.
Для i-го КПУ по схеме с ОЭ, нагруженного на (i + 1)-й КПУ по схеме с ОЭ, МBi определяется по формуле
где 
— постоянная времени транзистора; 
– постоянная времени коллекторной цепи, 
– входное сопротивление (i + 1)-го КПУ на средних частотах; wВ = 2pfВ.
Если междукаскадная связь организована через трансформатор, то МВi определяется по формуле
где 
— коэффициент частотных искажений, вносимых трансформатором; tLS – постоянная времени трансформатора в ВЧ-области, определяемая по формуле
Величина LS берется из справочных данных трансформатора или рассчитывается и служит исходной величиной для выбора или расчета трансформатора. Для этого задается МТР.В = 1,01 ¸ 1,05 , определяется требуемая индуктивность рассеяния из условия:
Для i-го КПУ по схеме с ОЭ, нагруженного на (i + 1)-й каскад по схеме с ОК, как, например, предоконечный КПУ в усилителе (см. рис. 13.4), или ОИ, MBi определяется по формуле (13.23):
где 
– коэффициент частотных искажений, вносимых i-м КПУ при работе на частотно-независимую нагрузку, рассчитываемый по формуле (13.21); 
– коэффициент частотных искажений, вносимых входной цепью (i + 1)-го КПУ, определяемый по формулам (13.19) или (13.20), куда вместо RГ подставляется RВЫХi.
Для i-го КПУ по схеме с ОК, нагруженного на КПУ по схеме с ОЭ, МВi определяется по формуле (13.21) с учетом того, что для каскада по схеме с ОК постоянная времени коллекторной цепи определяется по формуле
Для i-гo КПУ по схеме с ОИ, нагруженного на (i + 1) КПУ по схеме с ОЭ, МВi определяется по формуле
где 
– постоянная времени цепи стока.
Выходная емкость каскада по схеме с ОИ определяется по формуле
Для i-го КПУ по схемам с ОК или ОИ, нагруженным на КПУ по схемам с ОК или ОИ, МВi определяется по формуле (13.23), где 
— по формулам (13.19) или (13.20), куда вместо RГ подставляется RВЫХi.
Для каскадов УМ МВi определяется:
— для ОТУМ – по формуле (13.22);
— для ДТУМ – по формуле (13.22), при этом расчет производится для одного плеча схемы, поэтому вместо RН» в формулу подставляется RН»ПЛ, а расчет индуктивности рассеяния трансформатора производится для половины первичной обмотки выходного трансформатора, определяется LS/2;
– для ДУМ, по схеме с ОЭ (рис. 13.9), расчет производится по формуле (13.21), куда вместо tКi подставляется
Для ДУМ на транзисторах разного типа проводимости (схема с ОК) расчет производится аналогично ДУМ по схеме с ОЭ, определяется МВ.ОЭ, а затем пересчитывается с учетом действия внутренней ООС:
Для ДУМ на транзисторах разного типа проводимости выбирают транзисторы, близкие по предельным и статическим параметрам, образующие комплиментарную пару, при этом динамические параметры транзисторов (fh21Э и СК(Э)) могут отличаться, соответственно разным будет и уровень частотных искажений, вносимых плечами ДУМ. Для такого ДУМ МВi рассчитывают для плеча, транзистор которого имеет наихудшие динамические параметры (меньшую fh21Э и большую СК(Э)).
Полученные в результате расчетов величины MВХ.В и МВi подставляются в формулу (13.18), определяется общий коэффициент частотных искажений, вносимых усилителем MB.
Так как верхней рабочей частотой fB принято считать частоту усиливаемого сигнала, на которой 
уменьшается относительно Ке в 
раз (что соответствует спаду амплитудно-частотной характеристики на 3 дБ), должно выполняться условие:
Если условие (13.26) не выполняется, то определяют, какая из составляющих МВ имеет наибольшую величину, и принимают меры для ее уменьшения. Для входной цепи увеличивают gВХ (в случае ВхК по схеме с ОК) путем увеличения RВХ (выбором транзистора с большей величиной параметра h21Э), либо (для ВхК по схеме с ОИ) выбирают транзистор с меньшими величинами междуэлектродных емкостей.
Уменьшение МBi (повышение быстродействия i-го каскада) может быть достигнуто выбором транзистора с близкими предельными и статическими параметрами и лучшими динамическими параметрами (большей fh21Э и меньшей СК(Э) для биполярного транзистора, меньшими междуэлектродными емкостями для полевого транзистора), либо введением в схему каскада цепей ВЧ-коррекции. Последний прием достаточно полно описан в литературе по усилительным устройствам, например в /4/. Оба приема потребуют незначительных по объему дополнительных расчетов каскада. После введения изменений вновь вычисляется МBi и проверяется выполнение условия (13.26).
