Методы расчета нелинейных искажений

Для расчета нелинейных искажений используют 2 метода:

– в режимах, близких к линейному (режим класса "А"), применяют метод 5-и ординат;

– в нелинейном режиме (режим класса "В" и "АВ") применяют метод углов отсечек.

Рисунок 5.17 — Искажения усилителя при работе с реальным источником

Рассмотрим метод 5-и ординат [1]:

Зависимость тока коллектора от входного напряжения определяется сквозной характеристикой. Из-за искажений, при синусоидальном входном напряжении, получим несинусоидальный ток коллектора, который можно представить рядом Тейлора:

где .

Для получим:

Преобразовав функции , получим:

Для того, чтобы рассчитать нелинейные искажения с погрешностью 5¸10%, достаточно определить 4 гармоники и . Для нахождения пяти неизвестных величин I_m1, I_m2, I_m3, I_m4 и , необходимо получить систему из пяти уравнений. Для этого на сквозной характеристике, задаваясь 5-ю значениями wt, получим значения 5-и известных ординат:

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) .

Графически это представлено на рис. 7.18.

По полученным значениям 5-и ординат после решения системы уравнений определим I_m1, I_m2, I_m3, I_m4 и DI_0К:

; (5.5)

; (5.6)

; (5.7)

; (5.8)

; (5.9)

здесь DI_0К — прибавка к постоянной составляющей I_0К, обусловленная четными гармониками. При работе в классе "А" она не должна превышать величины 0.1×I_0К.

Рисунок 5.18 — Определение 5-и ординат.

Затем рассчитываются коэффициенты нелинейных искажений из выражений 5.3 и 5.4:

, , .

и .

Заключение:

Для расчета нелинейных искажений необходимо:

– рассчитать режим работы каскада по постоянному току, и определить угол наклона нагрузочной линии по переменному току;

– на основании выходных ВАХ и нагрузочной линии по переменному току, построить переходную характеристику во втором квадранте;

– в третьем квадранте на входных ВАХ построить динамическую входную характеристику;

– на основании динамической входной и переходной характеристик строится сквозная характеристика (для конкретного R_Вн.Ист);

– по сквозной характеристике и заданному E_Вх (при его значениях + E_m,
– E_m, , и 0) установить конкретные значения 5-и ординат (I_max, I_min, I_0K, и ) и по формулам 5.5–5.9 рассчитать амплитуды гармоник тока коллектора;

– определяют коэффициенты искажений каждой гармоники (до 4-ой) и общий коэффициент искажения. Если g_Общ £ g_Зад расчет окончен, иначе применяют меры для понижения коэффициента искажений (увеличивают R_Вн.Ист, выбирают другой транзистор или смещают рабочую точку на более линейный участок ВАХ).

Дата добавления: 2014-01-04