(5.15)

Ус + Уп Ун Уп Уи + Уи

где 1/11, (/12, у21 и г/22 - характеристические проводимости проходного четырехполюсника, эквивалентного ненагруженному усилителю.

Подобная модель применима как для усилителя в целом, так и для отдельных его ступеней - в последнем случае проводимостью ус является выходная проводимость предыдущей ступени, а i/я - входной проводимостью следующей. При непосредственном присоединении идеального (zc=0) источника напряжения ко входу по матрице (5.15) получкм

Кц = ((н/"в1 = Дхг/Ац = -УпКУк + Угг) \ (5 16)

Кр = uly„lul у„ = у„Кд/У«; (5.17)

/ = (н/(в1= -«h</h/«bx!/bi=-Ср/Су; (5.18)

Увх = (bi/«bx = Д "Mil = Уп + у12кц; (5.19)

Увых = (вых/«вых = Д"/А22 = У22 -Ун Уп/(Ус + Уп), (5 • 20)

где Д° и Д" - значения Д соответственно при Ус=0 и Ун = 0. При конечной проводимости источника сигнала

t/(. = "«/«c==(/c«c/c = gc Ai2/A = -Ус y2i/(((/c + (/ii) (Ун4-(/22) -(/12 (/21); /Ср =Кр Кр,

где прн 1с = есУс коэффициент передачи мощности на входе Кр=Ус1(Ус+Увх). В этом случае располагаемый коэффициент усиления мощности, соответствующий номинальной мощности источника сигнала 0,25ег/ прн согласовании иа входе,

/Сд=4</„/С5/</с = </„/С5/</с. (5.21)

Программа 223. Расчет усилителя иа средних частотах

ИП7 ИП4 ИП5 ИП2 + ПА ИП8 Х -

ПС ИП2 ИПА X ПВ ИПА х Ig

1 О X ПО ИПА /-/ ПА ИП5 ИП4 ИПЗ X ИШ ИП7 -f - ПЗ ИП1 t ИПС

-f -г П9 ИПА X ПД ИП9 Ig 1 О X ИПО -f С/П

Инструкция. ((/11 = Р7, (/1, == Р8, (/„ = Р4, у == Р5, (/с = Р1, Ун=Р2) В/О С/П РХ = Кр (дБ), Р0 = Кр (дБ), РА = А:, РВ = К,, PC = (/вх, РД=/Су. РЗ = (/вых. Р9 = /((, (/«25 с).

"вх

Пример. Для (/11=1 мСм, (/ == -1 • 10" мСм, (/„ = -100 мСм, (/22 = =0.1 мСм, (/с=0.1 мСм, (/„=0,2 мСм получим Кр =36,387 дБ, /(р=45,229 дБ. Кц = 333,33, /С; = -100, (/вх = 0,6666 мСм, увых = 0,00909 мСм, /(у = = 0,1304. /(у = 43,478.

При выборе структурной схемы усилителя по заданному коэффициенту усиления мощности приходится оценивать максимально достижимый (распола-

гаемый) коэффициент усиления мощности каждого каскада. Его максимальное значение на средних частотах

Pmax = {"/(V + VA"»)f (5.22)

(где А°=у11У22-УмУа) соответствует оптимальным проводимостям источника сигнала и нагрузки

i/conT = VA»i/ll/</22; i/HonT = VAO У22/</11.

обеспечивающим полное согласование усилителя.

При полном согласовании по условиям (5.23) коэффициент передачи входного напряжения Киот--Угугг+Ук от) и коэффициент передачи напряжения сигнала Ки опт = 0,5/Си опт. с

программа 224. Расчет согласованного усилителя на средних частотах

ИП5 ИП7 X П9 ИП8 ИП4 X - / Пб ИП9 V + ИП4 ~ х" ПО ИП4 /-/ ИПб ИП7 ИП5 V X ПА Вх х2 -t-ПВ ИП5 -f - 2 -f- ПС ИПО /-/ ИПС -г ПД ИПО Ig 1 О X С/П

Инструкция. (i/n = P7, У12 = Р8, У21 = Р4. У22 = Р5) В/О С/П РХ = fpmax (дБ). РО = /Сршах. = Ус опт. РВ = </„ опт. PC = /Суопт- РД = -7 опт

«Й20 с).

Пример. Для у11=1 мСм, == -10- мСм, (/ji = 40 мСм, y - Q,\ мСм

получим Лртзх = 35,259 дБ, /(рд = 3356,8, i/c опт = 1.1832 мСм, у„опт = = 0,11832 мСм, =-91,608, „„ = 36,643.

С помощью приведенных программ при выборе структурной схемы усилителя удобно оценивать предельные характеристики ЛС-ступеней с различным включением активного компонента. Так, если исходные данные примера к программе 224 соответствуют включению транзистора по схеме с общим эмиттером, то при той же цепи питания, но при включении транзистора иа частоте сигнала по схеме с общей базой получим (и =41,099 мСм, Уп=-0,099 мСм, 21 = = -40,1 мСм, 1/22 = 0,1 мСм и по программе 224 найдем /Сд max=24,453 дБ, «/оопт=7,585 мСм, унопт=0,0185 мСм. При включении того же транзистора по схеме с общим коллектором (yii = l мСм, (/12=-0,999 мСм, 1/21=-41 мСм, 1/22 = 41,099 мСм) получим /Cmai= 15,625 дБ, (/с опт=0,05836 мСм, 1/яопт= =2,3987 мСм.

По вычисленным оптимальным проводимостям источника сигнала и нагрузки можно определить требуемые для согласовании коэффициенты трансформации

Пв1=У1/с/ус опт и Пвы1=Ууя опт/Ун, но обычно потери мощности при рассогласовании компенсируют добавочными ступенями усиления.

При проектировании усилителей важно оценить влияние несаабильиости параметров, связанной с изменением рабочих условий и технологическим разбросом. Влияние малых изменений параметров иа функции цепи оценивают по приведенным в гл. 3 формулам, вычисляя чувствительности функций к относительным изменениям параметров. В матрице (5.15) параметры г/12 и угх проходного, четырехполюснкка, эквивалентного ЛС-ступеии, обычно равны соответствующим

параметрам активного компонента, но параметры уи и 1/22 ступени и активного компонента несколько отличаются вследствие влияния цепей питания.

Нестабильность усиления в основном определяется нестабильностью параметра уги влияние которого оценивают чувствительностями коэффициента передачи напряжения сигнала

Sy (1/21) = (г/21/Аи) {dKfjJdyi- = 1 + г/12 У ill А = (Ус + Уи)/(Ус + Ут)

Так как параметр уц отличается наибольшим разбросом и зависимостью от рабочих условий, то часто оценивают его влияние и на другие функции цепн по чувствительностям

•Sbx(;/2i) = i/(i-г/п (Ун+г/22)/ </i2г/21) = г/12 %/г/вх, 5вых (г/21) = г/21/Со/г/вых.

где /Со = "вх/"н=-г/12/(г/с + г/11) - коэффициент обратной передачи. Влияние нестабильности параметра y\i оценивают чувствительностями

•5(7 (.«12) = 1-%. (1/21). Sbx (г/12) = Sbx (г/21)- 5„ы1 (1/12) = 5вых (г/12)-

Прн отсутствии обратной связи yi2=0 н Sl-j, (У21) = 1-

Программа 225. Вычисление Кц , Кг, Ко, Увх, Увих и их чувствительиостеи к изменениям параметров уц и г/12 на средних частотах

ИП8 /-/ ИП7 ИП1 + ПВ ИП4 X ИП5

+ ПД ИП4 /-/ ИП5 ИП2 + ~ ПА ИП8

ИП7 + ПС ИП1 t ИПС + 4- ИПА

ПО 1 ИПА ИПВ X - 1/х ПЗ ИП8

X X ИПА П9

ИПС 4-ИПЗ -

ИП4 ИПВ X ИПД 4-

Инструкция. (г/11 = Р7, г/12=Р8. г/21 = Р4, г/22 = Р5. г/с = pi

у„ = Р2) в/о С/П РХ = Su (г/12)- РО = Kv,, РА = Ки, РВ = Л„- PC = Увх-

РД = Увих. РЗ Sc;<,(.V2l). Р6 = 5вх(г/21) = 5вх(г/12)- Р9 = 5вых(г/21) = 5вых(У12)-

Пример. Для 1/]1 = 1 мСм, г/12 = -Ю"" мСм, (/ = 50 мСм, (/.22 =0,2 мСм, 1/с = 0,05 мСм, 1/„ = 0,3 мСм получим Kuc = -4,34782, Л:;; = -100, Ко = = 0,0009523809, г/вх=1.1 мСм, i/вых 0,247619 мСм, S(;((/2i) = 0,9130434, 5и(Ун) = 0,0869565, 5вх(г/21) = 5вх(г/12) -= 0,090909, ЗыхУп) = •5вых(г/12) = = 0,1923076.

Основной способ уменьшения влияния нестабильности параметров-введение отрицательной обратной связи на частоте сигнала. Усилитель с простейшей