Область верхних частот и малых времен

Эквивалентная схема каскада для этого диапазона частот (времен) приведена на рис. 3.3, в.

Подставляя (3.2) в (3.1) и учитывая, что , g ₂₂ R ₂ << 1, получим , (3.18)

где – постоянная времени коллекторной цепи; – постоянная времени резисторного каскада для верхних частот.

Выражение (3.19) получено при допущении .

Из (3.19) следуют уравнения АЧХ и ФЧХ резисторного каскада в области верхних частот

, (3.19)

, (3.20)

где – верхняя частота среза. (3.21)

Для расширения полосы пропускания в сторону верхних частот (т.е. для увеличения f_ВС) необходимо: выбрать более высокочастотный транзистор; уменьшить емкость нагрузки С_Н; уменьшить сопротивление R₂.

В последнем случае будет уменьшаться коэффициент усиления К ₀ в области средних частот (3.4). Поэтому вводят такой параметр, как площадь усиления , который характеризует способность каскада создавать усиление в широкой полосе частот.

Как видно из (3.4) и (3.21), площадь усиления

(3.22)

возрастает с увеличением R₂, стремясь к пределу

. (3.23)

На основании (3.19) и (3.20) можно построить диаграммы Боде для АЧХ (рис. 3.11, а) и ФЧХ (рис. 3.11, б).

Из (3.11) находим изображение нормированной ПХ в области малых времен

.

Переходя к оригиналу, получим уравнение ПХ

(3.24)

и время установления . (3.25)

Таким образом, для уменьшения времени установления необходимо уменьшить постоянную времени t_В (рис. 3.12), т.е. принимать те же меры, что и для расширения полосы пропускания в сторону верхних частот.

Способность каскада обеспечивать усиление при малом времени установления t_У характеризуется отношением . При увеличении R₂ это отношение возрастает, стремясь к пределу

. (3.26)

Из (3.22) и (3.26) следует связь между АЧХ в области верхних частот и ПХ в области малых времен

. (3.27)

 

3.3. Коррекция амплитудно – частотных и переходных характеристик