Расчет транзисторных схем.

[Gisteresis]

Что считать необходимыми и достаточными условиями сравнения?
- Ток покоя эмиттера одинаков.
- Напряжение питания одинаково.
- Входной сигнал одинаков, амплитуда 0.001В.
- Конденсаторы достаточны чтобы не влиять на сигнал.
- Нагрузка одинакова.

Сравните с ОЭ

Нагрузка 1k

Спойлер

ОЭ так просел, что выходной сигнал стал меньше входного. Понятно, в сравнении надо было понимать...

Что такое режим малого сигнала? Это режим в линейной области (активный режим), где на всем диапазоне сигнала нелинейности не проявляются ну или нормируются.
Т.е. Если сигнал не касается отсечки и насыщения это все режимы малого сигнала? Любой сигнал при котором нелинейности не проявляются?
Наклон Эрли считается внесением нелинейности?

***********************************

Пересчитал ОБ. Проверьте пожалуйста.
А так же переоформил. Так полагаю более читабельно.

Вопрос. Если я Rэ не развязываю по переменному напряжению, вот как в схеме он. То КУ=Rк/(rэ+Rэ)~=3.
Почему я эти номиналы ставлю в симуляцию и вижу КУ гораздо больше?
От того что бета больше чем мы задаемся в расчете что ли?!

[HochReiter]

Пересчитал ОБ. Проверьте пожалуйста.

Посмотрел по диагонали. Может, сначала разобраться с ОК, раз с него начали? И там и тут для начала надо сформулировать техзадание: источник сигнала, коэффициент усиления, нагрузка, напряжение питания. и т. д. Вчерашнюю схему ОК считать удачной или нет? Неизвестно, поскольку неизвестно, что от неё требуется. Отрицательная полуволна ограничивается на уровне 50 мВ - это плохо или пофигу? Пусть считается плохо, и нам нужно напряжение на нагрузке до, к примеру, 2 В амплитудного.

КУ=Rк/(rэ+Rэ)~=3.

В последнее время по разным поводам всплывает одна и та же тема: одни и те же резисторы могут быть соединены одновременно и параллельно, и последовательно. И опять... Не буду подсказывать.

[Gisteresis]

Может, сначала разобраться с ОК, раз с него начали?

Не возражаю. Сейчас только переоформлю ОЭ и ОК все же на маткад, на нем получается более читабельно.

надо сформулировать техзадание

Только за. Вы можете это сделать?

Мое пожелание это итогово получить все 3 способа включения транзистора, утверждать, что они находятся в одинаковых (или примерно одинаковых) условиях и симулировать АЧХ которая показывает сравнение каскадов по усилению и частоте.
Разработать примитивный, рабочий усилитель скажем из 2х... 3х транзисторов.

одна и та же тема

Из чего следует, что тема все еще не освоена... я работаю над этим.
(Правда осложняется тем, что сейчас на работе мозг выносят капитально. Так что сильно не пинайте. Рано или поздно цель будет достигнута.)

******************************

Тут оказывается по ОЭ еще не все
Вот оформил расчет, учитывая суперпозицию так сказать постоянного и переменного напряжения. Файл приложил.
Симулирую

Спойлер

Непонятно почему рабочая точка не в расчетной? Расчет 7.5В должно быть а в симуляции 6.4В

В этой схеме ТЗ на сопротивление можно выполнить подняв бету. При 140, выходное сопротивление 52.8k. КУ=101.7

Спойлер

Таким образом задание выполнено.

На второй вопрос отвечу сам (вопрос стер). Низы срезались потому что расчетно был размах сигнала 0.07В а в симуляции я ставил амплитуду 0.05В. АМПЛИТУДУ а не размах! Только потом дошло что перегруз. А я долбался искал косяк в расчете целый день. Зато понял, что можно выполнить ТЗ и в этой схеме. Пока выполнял и искал ответы прошел путь от отчаянья до победы

Входное сопротивление транзистора вот так надо считать Rтр_вх=h21*(rэ*Rэ_1)? Где Rэ_1 это не зашунтированная часть Rэ.
Через rэ протекают оба тока Iк+Iб, правильно понимаю?

[Gisteresis]

Пока никто не отвечает, расчитал ОК.

Спойлер

Насколько я понял, такой каскад ОК неполучится использовать в качестве выходного. При подключении низкоомной нагрузки, например это будет динамик 8 Ом, сопротивление Rэ по переменному сигналу параллится с нагрузкой и режется нижняя полуволна.
Варианты решений?
1 Увеличивать ток покоя коллектора. Причем сильно.
2 Увеличивать бету... Дарлингтон?!
3 В 2 каскада ОК?!
4 Двухтактный эмиттерный повторитель?!

А зачем вообще нужен входной конденсатор? Без него и отрицательной полуволны не будет! К предыдущему каскаду ОЭ можно подключить напрямую. Тогда и 8 Ом можно прямо вместо Rэ поставить.
Эмммм дя! И динамик работать не будет, так как ему таки нужна отрицательная полуволна. Но зато в этом виде в БП будет работать.

[12943]

Одно дело рассчитать резисторы в готовой схеме,
совсем другое - придумать схему.
Если не получается изобрести, всегда можно воспользоваться готовыми решениями, их достаточно.

[VT1]

[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3620609#p3620609"]Варианты решений?
1 Увеличивать ток покоя коллектора. Причем сильно.
2 Увеличивать бету... Дарлингтон?!
3 В 2 каскада ОК?![/uquote]Вот здесь эмиттерный повторитель на VT5 работает с большими токами в режиме большого сигнала.
https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php ... 4#p3517234
Транзистор мощный составной.



Там и осциллограмма на выходе эмиттерного повторителя приведена, когда он нагружен на выходной каскад передатчика.
Питание для удобства наблюдения картинки по клеточкам увеличили до 10 вольт. Размах на выходе получился почти равен питанию.



А вот здесь ниже при токах меньше и составляющих порядок 50 ма обошлись менее мощным транзистором. У 2N2222 мощность рассеиваемая коллектором порядка 0,6 Вт.
Правда эмиттерный повторитель сделали составным.
Как и верхняя схема, эта тоже работает с большими сигналами.

[Gisteresis]

Это в ближайшем будущем, сейчас же меня волнует правильно ли я рассчитываю голые каскады.

А дроссель получается наоборот по постоянному току проводит а по переменному нет (ну в зависимости от частоты и индуктивности разумеется)

В схеме с ОБ непонятно как развязать Rэ по постоянному и переменному току для задания КУ. Вход соединять к эмиттеру или в середину разделенного резистора Rэ?

[VT1]

[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3620657#p3620657"]Это в ближайшем будущем[/uquote]Я просто привел практическую реализацию этого, что делают на практике.[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3620609#p3620609"]1 Увеличивать ток покоя коллектора. Причем сильно.
2 Увеличивать бету... Дарлингтон?!
3 В 2 каскада ОК?![/uquote]Там как раз используют все три эти условия одновременно.
[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3620657#p3620657"]А дроссель получается наоборот по постоянному току проводит а по переменному нет[/uquote]Там АМ передатчик и выход эмиттерного повторителя по сути является питанием выходного каскада передатчика.
В итоге получается АМ(амплитудная модуляция)

[Gisteresis]

Я просто привел

Спасибо.

является питанием выходного каскада передатчика.

Через Др1.
C17 дополнительно фильтрует от ВЧ каких то?

Вот расчет каскада с ОБ.

Спойлер

С Rэ остается неясным как правильно КУ задавать.

В последнее время по разным поводам всплывает одна и та же тема: одни и те же резисторы могут быть соединены одновременно и параллельно, и последовательно. И опять... Не буду подсказывать.

Хорошо. Значит можно сформулировать следующие правила:
1 Схема делится по принципу суперпозиции на 2. По постоянному току и по переменному.
2 Источник напряжения имеет нулевое внутреннее сопротивление. Поэтому для переменного тока цепи GND и VCC являются едиными.
3 При достаточной емкости можно считать, что конденсатор для переменного тока является КЗ а для постоянного бесконечным сопротивлением.
4 При достаточной индуктивности можно считать, что дроссель для постоянного тока является КЗ а для переменного бесконечным сопротивлением.
Исходя из этого производим расчет.

[Gisteresis]

Что то все разбежались, неужели я такой плохой ученик?!

[mickbell]

Я тут приболел немного, так что пока задвинул это дело, но тут же, как я вижу, подтянулись другие. Если получится, завтра на работе гляну, что за вопросы, и постараюсь ответить.

[12943]

[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3620673#p3620673"]Исходя из этого производим расчет.[/uquote]
чтобы в расчете появился смысл, надо исключить С3 и Rэ2.

[Zhenya]

[uquote="12943",url="/forum/viewtopic.php?p=3621473#p3621473"]чтобы в расчете появился смысл...[/uquote]Что бы в расчете появился смысл нужно посчитать реальную схему.
Приемник УКВ ЧМ.
Хотелось бы убедиться, что усилитель с ОБ на входе даст нужное усиление по напряжению не менее пяти.
Усилитель нагружен на входное сопротивление смесителя VT2. Смеситель работает при токе порядка 0,5 ма.
Источник сигнала - короткий провод(антенна) длиной 75 см, поэтому волновое сопротивление на частоте 100 МГц можно принять порядка 40 - 50 Ом. [uquote="___",url="/forum/viewtopic.php?p=3594927#p3594927"]Если кто то решит все таки сделать в приемнике УВЧ, то схема с УВЧ выглядит так.

[/uquote]

[mickbell]

[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3620673#p3620673"]1 Схема делится по принципу суперпозиции на 2. По постоянному току и по переменному.[/uquote]Да.
[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3620673#p3620673"]2 Источник напряжения имеет нулевое внутреннее сопротивление. Поэтому для переменного тока цепи GND и VCC являются едиными.[/uquote]Да. На практике для обеспечения этого предположения ставят блокировочные конденсаторы.
[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3620673#p3620673"]3 При достаточной емкости можно считать, что конденсатор для переменного тока является КЗ а для постоянного бесконечным сопротивлением.[/uquote]Так можно считать только в самом первом приближении. До свойств реальных конденсаторов, я думаю, мы дойдём когда-нибудь. Там всё не так просто, и нередко это самое "не так просто" реально приходится учитывать и бороться с ним.
[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3620673#p3620673"]4 При достаточной индуктивности можно считать, что дроссель для постоянного тока является КЗ а для переменного бесконечным сопротивлением.[/uquote]Аналогично конденсаторам.
А теперь посмотрим, что там за схема была. Ага, ОБ, и в эмиттере нечто экзотическое. Зачем? Сходим в цирюльню "Уильям Оккам", пожалуй. И побреем схему в соответствии с первым пунктом.
1. По постоянному току: резистора, понятно, вполне хватит и одного. Номинал его определяется режимом каскада... правильнее сказать, определяет режим каскада вместе с напряжением на базе, ну и коллекторным резистором. Это вы уже знаете.
2. По переменному току: сопротивление эмиттерного резистора чем больше, тем лучше - оно, будучи включенным параллельно входному сопротивлению транзистора со стороны эмиттера (rэ), отбирает на себя часть мощности усиливаемого сигнала тем меньшую, чем больше его номинал.
Дополнение. Иногда в цепи эмиттера может быть полезен дроссель или параллельный контур, которые, наоборот, увеличивают сопротивление эмиттерной цепи в усиливаемой полосе частот. Поскольку высокочастотные цепи чаще всего низкоомные, обычно в этом нет необходимости.

[Gisteresis]

Так, выбилась минутка...
Предыдущие сообщения с расчетами других каскадов вы не прочитали, ну и ладно, давайте двигаться последовательно. Зря я выложил остальное. Перегружает тему.

ОБ так ОБ.
Маткад к сожалению сейчас недоступен... ладно, по старинке текстом.
Расчетная схема. Номиналы на ней не смотреть!

Спойлер

Rэ я делил в попытках задать КУ.
Рассуждения.
Считаем рабочую точку (по постоянному току).
Задаем Iк покоя = 0.5мА.
h21 = 50
Uпитания = 12В
Iб=Iк/50=0.01мА
Uk max=12-2=10В
Uk min=Uэ+Uкэ насыщения+U запас амплитуды=2+1,2+0,8=4В
Uk=(10+4)/2=7В
Rк=7В/0,5мА=14k
rэ=Uт/Iк=0,0253/0,0005=50,6 Ом
Rэ=2/(0,5-0,01)-rэ=4,03k <- Правильно я учитываю rэ?

Делитель базы

Iдел=Iб*10=0,01*10=0,1мА
Uб=Uэ+0,6+Uпадения=2+0,6+0,2=2,8В
Rверх=(12-2,8)/0,0001=92k
Rниз=Uб/(Iдел-Iб)=2,8/(0,1-0,01)=31,12k

Уточним принятое ранее падение напряжения
Rделителя эквивалентное = 23,254k
Падение на делителе = 0,232В.
Уточняем это значение в исходных данных, повторяем расчет до схождения с необходимой погрешностью. Делать не буду, у меня сошлось

Теперь по переменному току
Делитель зашунтирован конденсатором, сопротивление = 0.
Остается rэ и Rэ, которые соединены параллельно. Rвхода каскада = 49.97 Ом

Как задать КУ, если не мудрить с Rэ?

Симуляция. Сигнал амплитудой 5мВ

Спойлер

Рабочая точка с графика 3.8В, по расчету должно быть 7В

[sstvov]

Рабочая точка с графика 3.8В, по расчету должно быть 7В

Так вы падение напряжения на коллекторном резисторе считали.

Rк=7В/0,5мА=14k

Значит у вас должно остаться 5 вольт. Измерьте реальное падение напряжения Б-Э, оно наверняка отличается от того что вы применили в расчетах, потому и не сходится.

[Gisteresis]

Так вы падение напряжения на коллекторном резисторе считали.

Да, mickbell вроде так учил
Чуть выше чем середина должно быть.

Измерьте реальное падение напряжения Б-Э

Симуляция не должна прямо так безбожно врать. Опытные коты заявляют что симуляции линейных схем очень точно совпадают с реальностью...

Спойлер

Uбэ=0.6В что в расчет и заложено
Тем не менее усиленный сигнал крутится вокруг 6В а по расчету 7В.

[mickbell]

[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3621988#p3621988"]

Так вы падение напряжения на коллекторном резисторе считали.

Да, mickbell вроде так учил
Чуть выше чем середина должно быть.[/uquote]mickbell не учил путать коллекторное напряжение и падение на коллекторном резисторе.

[Gisteresis]

Путаю.
Остальное правильно или нет?

Спойлер

Максимальная амплитуда входного сигнала получается 0,015В, при этом выходной сигнал не искажается.
Но я ожидаю увидеть пики 10В и 4В вместо этого в симуляции 8.7В и 2.5В

[mickbell]

[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3622089#p3622089"]Остальное правильно или нет?[/uquote]Да вроде всё правильно.
[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3622089#p3622089"]Максимальная амплитуда входного сигнала получается 0,015В, при этом выходной сигнал не искажается.[/uquote]Искажается, сейчас мы это увидим.
[uquote="Gisteresis",url="/forum/viewtopic.php?p=3622089#p3622089"]Но я ожидаю увидеть пики 10В и 4В вместо этого в симуляции 8.7В и 2.5В[/uquote]Вот оно, искажение. Сначала о том, как его распознать, а потом уже поговорим о том, почему оно появилось. Разберёмся также, как оно вредит и что с ним делать. Поехали.
Какой у нас режим по постоянному току? Судя по картинке, напряжение на коллекторе 6.3 В, так что увидеть вы могли бы 10.3 и 4.3 В. Размах 6 В, то есть усиление 200, что со схемой вполне согласуется. Середина между измеренными максимумом и минимумом, однако, окажется не 6.3 В, а 5.6 В, если подсчитаете. Это значит, что нижняя полуволна синусоиды "вытянута", усилена больше, чем верхняя. То есть, хотя визуально искажение незаметно, реально оно есть.
А теперь о том, почему оно есть. Мы, выбирая режим, установили ток покоя около полумиллиампера. При этом, повторюсь, rэ = 50 Ом, что при нагрузке около 10 кОм даёт усиление около 200. Но ведь 0.5 мА - это только ток покоя; при наличии сигнала он меняется чуть ли не от нуля до одного миллиампера. Разумеется, в такт ему меняется и rэ, и, конечно, усиление. Когда такой каскад стоит на входе приёмника, ловящего микровольты, эффект незаметен, так что усиление слабого сигнала получается вполне линейное. Но не дай Шайтан появиться на входе, скажем, напряжению сетевой частотой 50 Гц амплитудой в те же самые 15 мВ, да хоть и десять. Наш входной сигнал окажется промодулирован этой синусоидой - усиление-то меняется с ней в такт! - и на выходе приёмника, если он принимает сигнал с амплитудной модуляцией, будет слышен 50-герцовый фон. Но это - фигня мелкая: 50 Гц отфильтровать, не пропустить сравнительно легко. А вот радиочастоты - это совсем другая песня: скажем, расположенная по соседству (и по расстоянию до неё, и по частоте) мощная радиостанция уже натворит делов. А если их две? Это уже называется интермодуляция - один сигнал модулирует другой на этой нелинейности, получается чёрт-те что. Но это уже тема другая.
Самый последний вопрос - традиционный: что делать? А ответ на него уже зависит от того, что и зачем делается. Скажем, если делается усилитель звуковых частот, то общая ООС эту нелинейность существенно снизит. В радиоприёмных устройствах совсем уж дикие вольты на вход обычно не приходят, а где такое возможно - стараются отфильтровывать. Ну и, конечно, делают максимально линейный тракт усиления и даже преобразования - вплоть до фильтра основной селекции.