Чтение онлайн

Проверьте в Probe, что среднечастотное значение тока I(RC2)=22,82 мА (что на 27,16 дБ выше Is) и максимум тока 26,35 мА появляется при частоте f=6,68 МГц. Затем используйте выражение

20·lg(I(RC2)/22,82мА), 

чтобы получить график выходного тока в децибелах. Чтобы яснее увидеть пик тока, установите диапазон по оси Х в пределах от 10 кГц до 20МГц и диапазон по оси Y от -5 до 5. Используйте курсор, чтобы проверить, что отметка в 3 дБ соответствует f=11,72 МГц. График должен быть похож на приведенный ниже (рис. 4.20).

Рис. 4.20. Характеристика Боде для схемы на рис. 4.19

Выполните анализ при удаленном из схемы Rf, чтобы показать, что в отсутствие обратной связи среднечастотное значение тока I(RC2)=508,9 мА.

Рассмотрим теперь трехкаскадный усилитель с общим эмиттером. Анализировать эту схему без использования компьютера слишком трудно. Здесь также приходит на помощь PSpice, позволяя провести глубокий анализ схемы при различных параметрах. После этого мы введем в схему резистор обратной связи, включив его между коллектором последнего каскада и базой первого. В заключение мы рассмотрим, какие коррективы должны быть внесены, чтобы убрать большой максимум в характеристике усилителя с обратной связью. Модель усилителя представлена на рис. 4.21. Мы снова используем упрощенную гибридную π-модель для каждого транзистора. Для простоты резистор нагрузки каждого каскада выбран равным 2 кОм. Фактически резистор нагрузки каждого из первых двух каскадов представляет параллельное соединение коллекторного и смещающего резисторов. И напряжение источника V=0,1 мВ при Rs=50 Ом.

Рис. 4.21. Модель трехкаскадного усилителя ОЭ

Входной файл:

Проведите анализ, показав, что среднечастотное значение V(8)=9,046 В. Затем получите график

20·lg(V(8)/9,05V)

и выясните, что отметка в 3 дБ соответствует частоте f=420 кГц. Коэффициент усиления, вероятно, значительно больше необходимого, и частотная характеристика немного не умещается в диапазоне в отличие от характеристики для схемы с обратной связью. Сравните ваши результаты с кривой на рис. 4.22.

Рис. 4.22 Характеристика Боде для схемы на рис. 4.21

Вторая часть анализа будет выполняться с несколько измененной схемой. Замените источник напряжения источником тока по теореме Нортона и установите сопротивление нагрузки RL3=50 Ом. После модификации входной файл приобретает вид:

Обратите внимание, что, как показано на рис. 4.23, узел 1 был удален и, соответственно, была изменена команда RS. Проведите анализ и убедитесь, что среднечастотное значение I(RL3)=4,52 мА. Затем используйте уравнение

20·lg I((RL3)/4,53мА),

чтобы получить график в децибелах. Убедитесь, что отметка в 3 дБ соответствует частоте f=776 кГц. Это показывает, что уменьшение значения RL расширяет полосу частот.

Рис. 4.23. Модификация схемы трехкаскадного усилителя

Теперь рассмотрим более значительное изменение. Включим резистор обратной связи Rf=5 кОм между узлами 8 и 2 (то есть между коллектором последнего и базой первого каскадов). Это приведет к созданию параллельной обратной связи по напряжению, как в предыдущих примерах. Изменим входной файл, добавив команду для введения Rf.

Теперь выполните анализ для f=20 МГц, убедившись, что среднечастотное значение I(RL3)=191 мкА. С учетом этого график Боде следует строить по уравнению

20·lg I(RL3)/191 мкА). 

Скорректируйте диапазон значений по оси Y, чтобы иметь возможность работать от -20 до 20 дБ. Убедитесь, что максимум тока достигается при 17,89 дБ и соответствует частоте fp=7,94 МГц. Покажите также, что отметка -3 дБ достигается при Y=11,18 МГц. Этот график показан на рис. 4.24.

Рис. 4.24. График Боде для схемы на рис. 4.23 

Внезапный резкий взлет выходной характеристики, конечно, нежелателен. Избежать его можно, подключив подходящий конденсатор параллельно резистору обратной связи Rf. Конденсатор добавляет еще один нуль в выражение для коэффициента усиления. Очевидно, что этот нуль соответствует частоте fp, что достигается при Cf=1/2πRffp. При fp=8 МГц получим Cf=4 пФ. Вставьте во входной файл команду