в случае последовательного включения трансформатора Тр нужно в формулах (11-5) положить Ry, = схз; тогда

и-=щпф,; (11-6а)

Коэффициенты усиления в формулах (11-5) и (11-6) приняты положительными, так как их знаки зависят от включения обметок.

Если источник сигнала и нагрузка не предъявляю особых требований соответственно к входному и выходному сопротивлениям, то, как указывалось выше, целесообразно согласовывать значения R и Rax с R и Rb, т. е. делать

Этот случай характерен для межкаскадной связи, когда источником сигнала служит выход предыдущего каскада, а нагрузкой - вход следующего каскада. При таком согласовании, когда Rr = Rx а Rh = Rbux, параметры (11-6) имеют максимальное значение:

/С =]/]/ ; (11-7а)

Кш-4VVb

Пусть, например, /? = Rx, Rr = вых = Ю вх и Рое = -О. Тогда для бестрансформаторного каскада, полагая tii = = I в формулах (11-6), получаем /С = 3,5 ц Kt 35. Для согласованного каскада из формул (11-7) находим Ка 20 и Kt 200.

Максимальный коэффициент усиления мощности. Выведенные формулы позволяют найти предельное усиление мощности транзисторным каскадом в условиях трансформаторного согласования. Для этого нужно ориентироваться на последовательное включение выходного трансформатора, так как наличие сопротивления в параллельном каскаде заведомо снижает усиление.

Напомним, что параметры Ка и Ki определялись как отношение напряжения или тока в нагрузке соответственно к э. д. с. или току /j, источника сигнала. Коэффициент передачи мощности Ко принято определять как отношение мощности в нагрузке к мощности на входе четырехполюсника, т. е. после сопротивления Rr. В режиме согласования, когда Rr = Rx, входное напряжение каскада составляет ЧЕг, а входной ток /Jr- Отсюда следует, что Рвх = Vir/r; значит,

Кр согл = 4Кв QoTuKi согя- (11-8)

Подставляя в (П-8) выражения (П-7), получаем:

(11-9)

Поскольку вход и выход каскада согласованы (т. е. Rr = R и /?н = Еых). можно записать два уравнения:

Rr= {Гб + /-а) (1 + РоеТбо); = (i + РТб). .

Из этих двух уравнений получаются все необходимые пара-

метры *:

Rr = Rs.-={rB + re)Vl+h6c; /?;. = /?Еых = /-к1/Г+р7бо:

Теперь (11-9) можно записать в следующей форме:

Кр согл

(Га-ЬГб) (1 + 11 -f PV6o) Га (1 +V\ + Ш

(11-10)

Формула (11-10) характеризует усилительную способность транзистора. Например, если = = 1 МОм; р = 40; г, = 25 Ом; = = 100 Ом. то Кр СОГЛ = 20 ООО, или 43 дБ.

С уменьшением тока отношение rjr меняется мало (см. § 4-5), а коэффициент 7бо растет. В пределе при уби = = 1 и VP > 1 получаем:

0,1 1,0 10 100

Рис. 11-2. Зависимость коэффициента уси.чения мощности в режиме согласования от глубины внутренней обратной связи.

рмакс

Для приведенных выше параметров Кр мекс - 40 ССО, или 46 дБ.

На рис. 11-2 показана зависимость

/<р СОГЛ (РТбо), из которой видно, ЧТО

практически достижимые коэффициенты усиления мощности при р = 50 200 и 7бо = 0,05 н- 0,5 составляют 30-80% максимально возможных.

.1 Формула (11-46) получена путем подстановки приведенных ниже параметров и i?Bbix в выражение (11-3) с учетом соотношения (4-71).

11-4. ОБЛАСТЬ НИЗШИХ ЧАСТОТ

В области средних частот мы пренебрегаем индуктивностями обмоток трансформаторов, считая их бесконечно большими. Между тем именно эти индуктивности наряду с емкостями обусловливают частотные искажения в области низших частот. Эквивалентные схемы входной и выходной цепей каскада для этой области показаны на рис. 11-3. Здесь собственные сопротивления обмоток включены в сопротивления /? RL и R,, R, а все емкости (см. рис. 11-1) для простоты опущены.

Граничная частота и выбор индуктивности обмоток трансформатора. Наличие реактивного сопротивления Xl, (рис. 11-3, а) приводит к уменьшению входного тока, а значит, и входного напряжения. Поэтому с уменьшением частоты параметры /< и Ki должны уменьшаться. Их частотные характеристики получаются одинаковыми и имеют вид:

1 + /*!

(О

(11-11)

где Л о - значение параметра на средних частотах, а граничная частота выражается следующим образом :

н1 =

1 /?вх i Rr

(11-12)

Рис. 11-3. Эквивалентные схемы входа (а) и выхода (б) трансформаторного каскада в области низших частот.

Знак плюс в числителе (И-И) поставлен для общности. Вообще говоря, этот знак и соответственно фаза параметра зависят от включения обмоток. Нетрудно заметить, что граничная частота будет минимальной при R /?ех и максимальной при R /?ех. При заданной граничной частоте (или постоянной времени) необходимое значение индуктивности первичной обмотки легко получается из (11-12). Например, если Д, = 50 Гц ( 300 с) и = R = = 1 кОм, то Ll ~ 2 Г.

Перейдем к анализу выходной цепи. Ответвление тока эквивалентного генератора в индуктивность (рис. 11-3, б) приводит к уменьшению нагрузочного тока и выходного напряжения. Частотные характеристики параметров имеют вид (11-11), где граничная частота

1 вых ii (11-13)

2 = :

В зависимости от значения Rg граничная частота и постоянная времени будут меняться. Наилучшие частотные и переходные свой-

* В формуле (11-12) и на рис. II-3, а не учтено эквивалентное сопротивление делителя в цепи базы; оно должно считаться подключенным параллельно входному сопротивлению.