Целью расчета является определение величин элементов схемы, наличие которых приводит к появлению частотных искажений усиливаемого сигнала в низкочастотной области (НЧ-областъ).
Такими элементами являются:
1. Входной разделительный конденсатор СР.ВХ в цепи «источник сигнала – входная цепь ВхК».
2. Конденсаторы междукаскадной связи СРi в цепях «выход i-го каскада – вход (i + 1)-го каскада».
3. Конденсаторы CЭi в цепях эмиттеров и СИi в цепях истоков транзисторов каскадов по схемам с ОЭ и ОИ.
4. Конденсаторы СФi фильтров в цепях питания КПУ.
5. Трансформатор междукаскадной связи и выходной трансформатор каскада УМ. Для трансформаторов рассчитывается допустимая индуктивность первичной обмотки L1i.
Кроме перечисленных характерных элементов, в схеме могут быть элементы, наличие которых определяется особенностями схемотехники отдельных каскадов, например, конденсаторы C1 и С2 в схеме ДУМ (см. рис. 13.9).
Расчет усилителя в НЧ-области производится после составления принципиальной схемы, когда известно общее количество перечисленных элементов. Их комплексное действие приводит к уменьшению модуля сквозного коэффициента усиления усилителя по напряжению в НЧ-области по сравнению с величиной Ке на средних частотах, и появлению частотных искажений сигнала.
Коэффициент частотных искажений, вносимых усилителем на нижней рабочей частоте fН, определяется по формуле
где МНi – коэффициент частотных искажений, вносимых i-м элементом схемы; n – число элементов схемы, вносящих частотные искажения в НЧ-области.
Так как нижней рабочей частотой fH принято считать частоту усиливаемого сигнала, на которой уменьшается относительно Ке в раз (что соответствует спаду амплитудно-частотной характеристики на 3 дБ), должно выполняться условие:
Расчет производится в следующей последовательности.
1. Задается допустимый коэффициент частотных искажений, выделяемый на каждый фильтр в цепях питания КПУ, МН.Фi = 1,02 ¸ 1,03. Этот параметр используется при расчете емкости конденсатора СФi (см. главу 13.8). Определяется общий коэффициент частотных искажений, отводимый на все фильтрующие цепи по формуле
где m – число фильтров.
2. Определяется общий коэффициент частотных искажений, отводимый на остальные элементы схемы:
3. Коэффициент частотных искажений распределяется равномерно между всеми искомыми элементами схемы, определяется коэффициент частотных искажений МНi, выделяемый на каждый элемент по формуле
4. Определяются величины элементов схемы:
— емкость входного разделительного конденсатора
где RBX – входное сопротивление ВхК на средних частотах;
— емкость конденсатора междукаскадной связи
где RВЫХi – выходное сопротивление i-го каскада на средних частотах; RBX(I+1) – входное сопротивление (i + 1)-го каскада на средних частотах;
— емкость конденсатора СЭi в цепи эмиттера транзистора i-го каскада по схеме с ОЭ
где RВЫХ(i-1) – выходное сопротивление предыдущего (i – 1)-го каскада на средних частотах;
— емкость конденсатора СИ1 в цепи истока транзистора i-го каскада по схеме с ОИ
—