Книга: Схемотехника аналоговых электронных устройств

8.1. Оценка нелинейных искажений усилительных каскадов

8.1. Оценка нелинейных искажений усилительных каскадов

Аналитический расчет НИ представляет собой довольно сложную задача и в полной мере может проводиться с помощью ЭВМ.

Для каскадов на БТ возможна аналитическая оценка НИ для случая малых нелинейностей (Uвх одного порядка с ?T=25.6 мВ) [15].

Обычно уровень НИ характеризуется коэффициентом гармоник Kг. Суммарный коэффициент гармоник равен


где Kг2 и Kг3 соответственно коэффициенты гармоник по второй и третьей гармоническим составляющим (составляющими более высокого порядка можно пренебречь ввиду их относительной малости).

Коэффициенты гармоник Kг2 и Kг3, независимо от способа включения БТ, определяются из следующих соотношений:



где B — фактор связи (петлевое усиление).

Данные выражения учитывают только нелинейность эмиттерного перехода и получены на основе разложения в ряд Тейлора функции тока эмиттера Iэ=Iэ0exp(Uвх/?T).


Фактор связи зависит от способа включения транзистора и вида обратной связи. Для каскада с ОЭ и ПООСТ имеем:


где Rг — сопротивление источника сигнала (или Rвых предыдущего каскада); Rос — сопротивление ПООСТ (см. подраздел 3.2, в случае отсутствия ПООСТ  Rос=0).

Для каскада с ОЭ и ?ООСН


где Rэкв=Rк?Rн, Rос — сопротивление ?ООСН (см. подраздел 3.4).

Для каскада с ОК


где Rэкв=Rэ?Rн (см. подраздел 2.8).

Для каскада с ОБ


Коэффициенты гармоник Kг2 и Kг3, независимо от способа включения ПТ, определяются из следующих соотношений:



где A — коэффициент, равный второму члену разложения выражения для нелинейной крутизны в ряд Тейлора, равный [15]

A=Iси/U?отс,

где Iси и Uотс см. рисунок 2.33.

Фактор связи B зависит от способа включения транзистора и вида ООС. Для каскада с ОИ и ПООСТ имеем:

B = S0(Rос + rи),

где Rос — сопротивление ПООСТ (см. подраздел 3.2, в случае отсутствия ПООСТ Rос=0).

Для каскада с ОИ и ?ООСН имеем:

B = S0RгRэкв/Rос,

где Rэкв=Rс?Rн, Rос — сопротивление ?ООСН (см. подраздел 3.4).

Для каскада с ОС

B = S0(Rэкв + rи),

где Rэкв=Rс?Rн (см. подраздел 2.11).

Для каскада с ОЗ

B = S0((Rг?Rи) + rи).

В приведенных выше выражениях rи — сопротивление тела полупроводника в цепи истока, rи?1/Sси, где Sси — см. подраздел 2.10, для маломощных ПТ rи=(10…200) Ом; Rи — см. рисунок 2.38.

Приведенные соотношения для оценки Kг дают хороший результат в случае малых нелинейностей, в режиме больших нелинейностей следует воспользоваться известными машинными методами [4], или обратиться к графическим методам оценки НИ [6].

Оглавление книги


Генерация: 1.270. Запросов К БД/Cache: 3 / 0
поделиться
Вверх Вниз