Курсовая работа: Проектирование аналоговых устройств

где K - коэффициент усиления усилителя, дБ;

K- коэффициент усиления i-го каскада, дБ, i=1,...,n;

n - число каскадов усилителя.

С учетом коэффициента передачи входной цепи коэффициент усиления определится как:

,

где Е - э.д.с. источника сигнала;

R- внутреннее сопротивление источника сигнала;

R- входное сопротивление УУ.

Для ШУ диапазона ВЧ и ИУ с временем порядка десятков наносекунд ориентировочно число каскадов можно определить, полагая в (3.1) все каскады одинаковыми с К=20 дБ, т.е.

.

Для импульсных усилителей следует учитывать полярность входного, выходного сигналов и способ включения усилительного элемента. При часто используемом включении транзистора с общим эмиттером (ОЭ) число каскадов должно быть четным при одинаковой полярности входного и выходного сигналов, нечетным - при разной.

3.2 Распределение искажений по каскадам

Для многокаскадного ШУ результирующий коэффициент частотных искажений в области верхних частот (ВЧ) определяется следующим образом:

, (3.2)

где М-результирующий коэффициент частотных искажений в области ВЧ, дБ;

М - коэффициент частотных искажений i-го каскада, дБ.

Суммирование в выражении (3.2) производится (n+1) раз из-за необходимости учета влияния входной цепи, образованной R,R и С (см.рис.3.1).

Предварительно распределить искажения можно равномерно, при этом

В последующем, исходя из результатов промежуточных расчетов, возможно перераспределение искажений между каскадами.

Частотные искажения УУ в области нижних частот (НЧ) определяются следующим соотношением:

, (3.3)

где М - результирующий коэффициент частотных искажений в области НЧ, дБ;

М - искажения, приходящиеся на i-й элемент, дБ;

N - количество элементов, вносящих искажения на НЧ.

Количество элементов, вносящих искажения на НЧ (обычно это блокировочные в цепях эмиттеров и разделительные межкаскадные конденсаторы), становится известным после окончательного выбора топологии электрической схемы УУ, поэтому распределение искажений в области НЧ проводят на этапе расчета номиналов этих элементов. Из (3.3) следует, что при равномерном распределении низкочастотных искажений, их доля (в децибелах) на каждый из N элементов определится из соотношения:

На практике, с целью выравнивания номиналов конденсаторов, на разделительные конденсаторы распределяют больше искажений, чем на блокировочные.

Для многокаскадных ИУ результирующее время установления фронта равно:

, (3.4)

где - время установления для входной цепи;

- время установления для i-го каскада, i=1,...,n;

n - число каскадов усилителя.

Если результирующее установление фронта импульса для ИУ напрямую не задано, то оно может быть определено из следующего соотношения:

,

где - заданные искажения фронта входного сигнала;

- заданные искажения фронта выходного сигнала.