Техническое задание
Спроектировать широкополосный усилитель гармонических сигналов, удовлетворяющий следующим требованиям:
ЭДС входного сигнала E=4 мВ;
Сопротивление нагрузки Rн=100 кОм;
Емкость нагрузки Cн=20 пФ;
Коэффициент частотных искажений на нижней граничной частоте Mн=1,8 дБ;
Коэффициент частотных искажений на верхней граничной частоте Mв=1,5 дБ;
Температурный диапазон: от 0 °C до 50 °C;
Сопротивление источника сигнала Rист=100 Ом;
Нижняя граничная частота fн=50 Гц;
Верхняя граничная частота fв=15 МГц;
Входное сопротивление Rвх=1 кОм;
Коэффициент нелинейных искажений Kг=6 %;
Амплитуда выходного сигнала Eвых=2 В;
Допустимая нестабильность коэффициента усиления в заданном диапазоне рабочих температур не должна превышать 10 %.
Введение
Раздел усилители является одним из основных разделов дисциплины схемотехника аналоговых электронных устройств, и включает в себя большое число подразделов. Одним из основных аргументов разработки усилителей является выделение слабого сигнала на фоне помех и шумов для последующей его обработки. И нетрудно догадаться, что требования предъявляемые к усилителям, применяемым в различных областях техники, росли с момента их появления, и на современном этапе являются весьма жёсткими.
В данной работе нас будет интересовать широкополосный усилитель. В настоящее время такие усилители могут применяться в осциллографии, в исследованиях прохождения радиоволн в различных средах, в том числе прохождения различных длин волн в городских условиях. Одним из основных требований в данном случае является обеспечение необходимого усиления принимаемого сигнала в широкой полосе частот.
Анализ задания
Рассчитываемый усилитель имеет высокую верхнюю граничную частоту, но так как коэффициент усиления транзистора на высоких частотах составляет единицы раз, то при создании усилителя необходимо применять корректирующие цепи, обеспечивающие максимально возможный коэффициент усиления каждого каскада усилителя в заданной полосе частот. Кроме того можно применить усилительную секцию типа общий эмиттер-общая база (ОЭ-ОБ), которая обеспечивает площадь усиления в 3-10 раз превышающую площадь усиления обычного реостатного каскада. Выходное напряжение невелико, поэтому выходной каскад может быть выполнен на микросхемы К265УВ6. Технические требования не оговаривают входное сопротивление, поэтому его можно выбрать из предложенного диапазона от 0.5 до 2 кОм. Зададимся значением входного сопротивления 1 кОм.
Выбор и обоснование структурной схемы усилителя. Расчет количества каскадов, площади усиления
Задаваясь коэффициентом запаса КЗ = 1.5, определяем расчётный коэффициент усиления:
Необходимое число каскадов при Km = 40 оказывается равным 3
Т. е. N ≈ 3
Определим требования к отдельным каскадам:
а) коэффициент усиления каскада:
б) коэффициент частотных искажений на нижних частотах:
Дб
в) коэффициент частотных искажений на верхних частотах:
Дб
г) нестабильность усиления в каждом каскаде:
Определяем необходимую площадь усиления каждого каскада. Глубина обратной связи, необходимая для получения заданного усиления:
Из графика (рис. 2) по заданной кривой 2 находим проигрыш в площади усиления по сравнению с простой параллельной коррекцией. 
Выигрыш, обеспечиваемый простой параллельной коррекцией при заданных частотных искажениях на высоких частотах МВi, определим из графика (рис. 1). Значение 
зададим на уровне 0.9 
Рисунок 1 - Потери площади усиления при эмиттерной коррекции по сравнению с простой коррекцией
Рисунок 2 - Выигрыш площади усиления при простой параллельной коррекции
Окончательно выигрыш в площади усиления при эмиттерной коррекции:
Рассчитаем необходимую верхнюю граничную частоту каждого каскада:
Для необходимой площади усиления теперь можно получить:
Такая площадь усиления может быть обеспечена усилительной секцией ОЭ-ОБ с применением коррекции эмиттерной противосвязью. В качестве усилительного элемента целесообразно использовать ИС К265УВ6.