Elektronika W Zad cz 2 6

w Ciążyński - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Część 4 Charakterystyki częstotliwościowe układów elektronicznych

już patrząc na rysunek 4.20.2 można łatwo stwierdzić, że rezystancja wejściowa układu wynosi:

R_w= — = ~ = ikn y_nm ImS

(4.20.2)

Ponieważ obliczone powyżej wartości k_u i R„ nie zależą od częstotliwości, możemy uznać, że zachowanie układu w zakresie niskich częstotliwości zależy tylko od transmitancji górnoprzepustowego ogniwa RC , które tworzą kondensator wejściowy Cwr i rezystancja wejściowa R_m wzmacniacza. Dolna częstotliwość graniczna wynosi więc:

L=:

_l_

2n-10³n-1010'⁶F

100

6,28 s

= 15,9 Hz

(4.20.3)

Charakterystyki modułu i fazy transmitancji napięciowej wzmacniacza wynikające 5 tych rozważań pokazano na rysunku 4.20.3.

Ad 2. Przy braku obciążenia i zakładanych wartościach parametrów admitancyjnych tranzystorów opisanych liczbami rzeczywistymi nie występują powody, dla których wzmocnienie naszego wzmacniacza miałoby się zmniejszać w zakresie wysokich częstotliwości. Takim powodem zbliżającym nas do rzeczywistego zachowania się wzmacniacza jest uwzględnienie w obwodzie obciążenia składowej pojemnościowej. Oczywiście na schemacie zastępczym z rysunku 4.20.2 można zamiast admitancji Yc podstawić teraz sumę admitancji Yc i admitancji obwodu równoległego RlCl, czyli:

Y'= — +

Rc Ri.

1    . _    1    . _    1+ jitiRyC,

—h yo)C_Ł —--!■ j(oC_L =-^:—-

R,

R,

(4.20.4)

Gdzie przez R_z oznaczono rezystancję zastępczą równoległego połączenia Ri i Rc równą w warunkach zadania 1 kQ:

Rc' Rl

= ik-n

W równaniu (4.20.1) zamiast Rc można podstawić nową wartość zależnej teraz od częstotliwości impedancji obciążenia wzmacniacza, czyli l/y_r otrzymując:

yaui) ‘ ^21(2)' Rz    „„    1

K_u(m=~-

=-99-

(4.20.5)

(yiKj)+y₂u2))(i+jtoRzC,.)    1+yco • io^J n ■ 10"' f

Otrzymaliśmy więc wzmocnienie w zakresie pasma przenoszenia wzmacniacza dwukrotnie mniejsze (spadek o 6 dB), oraz pojawił się człon dolnoprzepustowy (mówimy, że pojawił się biegun transmitancji) odpowiadający wyrażeniu:

---=-5- (4.20.6)

1 + j(a/(a_g 1 + j(OR_xC_L

o górnej pulsacji granicznej równej:

co =—— = ——-—^-=—    •    (4.20.7)

* R_zC_l 10³n i0'⁹ F s

Tak więc górna 3 dB-owa częstotliwość graniczna wzmacniacza obciążonego wynosi: 1 10⁶

/ = —= -^J‘

= 159 kHz

(4.20.8)

2n 2nR.,C_l 2n s

Charakterystyki transmitancji napięciowej wzmacniacza obciążonego wynikające z tych rozważań pokazano także na rysunku 4.20.3. Biegun transmitancji w zakresie wysokich częstotliwości oprócz spadku wzmocnienia wprowadza także dodatkowe

W Ciąiyńaki - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Częić J Charakterystyki częstotliwościowe układów elektronicznych

powered by

Mi siol

przesunięcie fazy, zmieniając charakterystykę fazową, która dla układu nieobciążonego biegła w tym zakresie płasko na wartości 180°.

Rys. 4.20.3 Charakterystyki częstotliwościowe wzmacniacza kaskodowego z rysunku 4.20.1

Uzyskane pod wpływem obciążenia zmiany przebiegu charakterystyk można też tłumaczyć w sposób następujący:

Bez obciążenia mamy wzmacniacz o wzmocnieniu, którego moduł wynosi 198 i o pewnej rezystancji wyjściowej, której wpływ nie ujawnia się z tego powodu, że prąd wyjściowy nie płynie. Wartość Rm można obliczyć metodami przedstawionymi w trzeciej części zbioru, ale w tym przypadku wobec zerowej admitancji wyjściowej tranzystora T2 (yna) = 0) można stwierdzić, że R»y = Rc = 2 kśi już patrząc na rysunek 4.20.2. W takim wzmacniaczu podłączenie rezystora Rl= 2 kfi powoduje więc spadek napięcia wyjściowego (a więc wzmocnienia) o połowę, a nowa rezystancja wyjściowa równa jest teraz rezystancji zastępczej równoległego połączenia Rl i Rc (równej 1 kO), którą powyżej oznaczono przez Rz. Podłączenie teraz kondensatora o pojemności Cl powoduje powstanie dolnoprzepustowego ogniwa RC, i w efekcie wprowadza opisany powyżej biegun transmitancji odpowiadający górnej częstotliwości granicznej 159 kHz.

-231 -