Низкочастотный микшер: Расчет параметров элементов

В выбранной нами схеме мы в качестве основы использовали несколько нетипичное решение цепей смещения (его расчет мы не рассматривали ранее). Тем не менее никаких затруднений при расчете номиналов элементов возникать не должно. Главное — правильно соблюсти последовательность наших действий.

Перво-на-перво, необходимо определиться с исходной рабочей точкой основного транзистора. Воспользовавшись стандартными справочными данными, остановимся на значениях: \({I_К}_0 \approx {I_Э}_0 \approx {2 мА}\), \({U_{КБ}}_0 = {5 В}\), \({U_{БЭ}}_0 \approx {0,6 В}\). Для напряжения источника питания выберем \(U_П = 12 В\).

Теперь рассмотрим цепь протекания тока "плюс источника питания — транзистор \(VT1\) — транзистор \(VT2\) — резистор \(R7\)". Очевидно, что суммарное падение напряжения в этой цепи должно составлять 12 В. Для транзистора \(VT1\) мы выбрали \({U_{КБ}}_0 = {5 В}\); для \(VT2\) разумнее всего выбрать минимально возможное падение напряжения, что достигается при равенстве потенциалов базы и коллектора (дополнительное уменьшение потенциала коллектора приводит к прямому смещению коллекторного перехода и переключению транзистора из активного режима в режим насыщения), т.е. для \(VT2\) мы получим \({U_{КБ}}_0 \approx {U_{БЭ}}_0 \approx {0,6 В}\); падение напряжения на резисторе \(R7\) равно напряжению на эмиттерном переходе транзистора \(VT2\), т.е. \(U_{R7} \approx {0,6 В}\), а постоянный ток через этот резистор практически равен току эмиттера транзистора \(VT1\), т.е. \(I_{R7} \approx {2 мА}\). Таким образом, сопротивление резистора \(R7\) определяется сразу же из известных значений напряжения и тока через этот резистор (\(R7 = 0,6/0,02 = 300 Ом\)), а падение напряжения на резисторе \(R6\) определяется как разность напряжения источника питания и суммы падений напряжения на остальных участках рассматриваемой цепи (\(U_{R6} = 12 - 5 - 0,6 - 0,6 = 5,8 В\)). И соответственно, для сопротивления резистора \(R6\) имеем: \(R6 = 5,8/0,02 = 2900 Ом\) (на практике нам придется округлить это значение до более распространенного номинала 3 кОм).

Процесс вычисления номиналов сопротивлений \(R8\), \(R9\) протекает аналогично. Здесь только надо определиться с точным значением тока в цепи "плюс источника питания — резистор \(R9\) — резистор \(R8\) — транзистор \(VT3\)". Естественно, его надо выбирать существенно бо'льшим, чем ток базы транзистора \(VT1\) (это улучшает стабильность исходной рабочей точки и позволяет избежать зависимости номиналов резисторов от статического коэффициента передачи тока базы примененных транзисторов). В нашем случае мы примем \(I_{R9} \approx 1 мА\).

Емкости разделительных и блокировочного конденсаторов выбираются исходя из желаемого частотного диапазона микшера. Чем выше эти емкости, тем шире оказывается этот диапазон (происходит увеличение за счет охвата все более низких частот). На практике всегда приходится руководствоваться неким разумным пределом, что мы и делаем.

Количество входов микшера не может быть бесконечным. С их увеличением растут требования к динамическому диапазону усилительного звена. В нашем случае разумным будет ограничиться числом пять, да и вряд ли может потребоваться смешивать большее количество сигналов. Точные значения сопротивлений входного смесителя \(R1, ... R5\) зависят от желаемого закона смешивания сигналов и их уровня. На практике лучше всего использовать подстроечные или переменные резисторы, причем таких типов, которые обеспечивают наименьший уровень низкочастотных шумов в процессе регулировки.

Окончательные номиналы всех элементов приведены на принципиальной схеме, представленной на рис. 6.3.