Основы радиоэлектроники и связи

8. Прохождение детерминированных сигналов через активные линейные цепи : 8.3. Усилители низкой частоты

8.3.5 Двухкаскадный УНЧ

Для получения большого коэффициента усиления обычно используют последовательное включение нескольких каскадов. Определим параметры двухкаскадного усилителя напряжения, принципиальная схема которого изображена на рис. 14.

Рис. 14

Транзисторы и внешние элементы каждого каскада имеют одинаковые параметры.

В области средних частот, где можно пренебречь влиянием емкостей, имеют место следующие равенства:

U _{m,бэ 1} =U_m,вх ; U_m,бэ2 =U_m,кэ1; U_m,кэ2=U_m,вых .

Коэффициент усиления цепочки по напряжению равен

.

Представим каждый каскад в виде источника напряжения, управляемого напряжением (ИНУН) со своими входными, выходными сопротивлениями и источниками напряжения (рис.15).

Рис. 15

Определяя последовательно напряжения от входа к нагрузке, получаем

,

Таким образом, коэффициент усиления цепочки на средних частотах равен при идентичности каскадов

К=К₀К₀К_{д 1}К_д2 ,

где К_д1 и К_д2 - коэффициенты деления напряжения в цепочке.

Входное и выходное сопротивления каскадов в этой цепочке определяются входным и выходным сопротивлениями каскада с ОЭ, поскольку мы пренебрегли малой обратной связью в схеме замещения транзистора.

При использовании цепочки из нескольких каскадов с ОЭ в качестве усилителей напряжения следует выполнять условия согласования для ИНУН, а именно: входное сопротивление последующего каскада должно быть больше выходного сопротивления предыдущего и выходное сопротивление последнего каскада должно быть много меньше сопротивления нагрузки. Только в этом случае от цепочки можно получить максимальное усиление, равное произведению собственных коэффициентов передачи каждого каскада.

Полоса пропускания многокаскадного усилителя определяется произведением АЧХ всех каскадов. Если постоянные времени в области нижних и верхних частот каждого каскада цепочки одинаковы, то полоса пропускания цепочки сужается в (2 ^1/n - 1)^1/2 раз, где n - число каскадов цепочки. Если какой-либо из каскадов цепочки имеет самую большую нижнюю граничную частоту, а другой - самую малую верхнюю граничную частоту, то полоса частот цепочки будет определяться именно этими каскадами.

© Андреевская Т.М., РЭ, МГИЭМ, 2004