Українські реферати:
 
Бесплатные рефераты
 

 

 

 

 

 

     
 
Підсилювач потужності широкосмугового локатора
     

 

Радіоелектроніка

Міністерство Освіти Російської Федерації

Томський державний університет систем управління та радіоелекронікі

(ТУСУР)

Кафедра радіоелектроніки та захисту інформації (РЗІ)

Підсилювач потужності широкосмугового локатора

Пояснювальна записка до курсової роботи з дисципліни "Схемотехніка аналогових пристроїв"

Студент гр.148-3

Уткін А.Н

Керівник

Доцент каф. РЗІ

Титов А.А

Томськ 2001

Реферат

Курсова робота 39 с., 13 рис., 2 табл., 7 джерел.

Підсилювач потужності, вихідна коригуюча ланцюг, межкаскаднаякоригуюча ланцюг, робоча крапка, вибір транзистора, схемитермостабілізації, методика Фано, односпрямованої модель транзистора,еквівалентна схема Джіаколетто, навантажувальні прямі, дросельний каскад.

Об'єктом дослідження є підсилювач потужності нелінійноголокатора.

У цій роботі розглядаються умови вибору транзистора,методи розрахунку підсилювальних каскадів, коригувальних ланцюгів, ланцюгівтермостабілізації.

Мета роботи - набути навичок розрахунку транзисторних підсилювачівпотужності.

В результаті роботи був розрахований широкосмуговий підсилювач потужності,який може використовуватися в широкосмугового локації для дослідженняпроходження радіохвиль в різних середовищах.

Курсова робота виконана у текстовому редакторі Microsoft World 97 іпредставлена на дискеті 3,5 ".

Технічне завдання

Усилитель повинен відповідати наступним вимогам:
1 Робоча смуга частот: 50-500 МГц
2 Допустимі частотні спотворення в області нижніх частот не більше 3 дб в області верхніх частот не більше 3 дБ
3 Коефіцієнт підсилення 20 дБ
4 Вихідна потужність P = 0.5 Вт
5 Діапазон робочих температур: від +10 до +50 градусів Цельсія < br> 6 Опір джерела сигналу і навантаження Rг = Rн = 50 Ом

Зміст


1 Вступ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5


2 Визначення числа каскадів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6

3 Розподіл спотворень на високих частотах ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
4 Розрахунок кінцевого каскаду ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... .6
4.1 Розрахунок робочої точки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 6
4.1.1 Розрахунок робочої точки при використанні Rк = Rн ... ... ... ... ... ... ... ... ... .7
4.1.2 Розрахунок робочої точки для дросельного каскаду ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 9
4.2 Вибір транзистора кінцевого каскаду ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
4.3 Розрахунок еквівалентної схеми транзистора ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
4.4 Розрахунок ланцюгів харчування й термостабілізації ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 13
4.4 1 емітерний термостабілізація ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
4.4.2 Колекторна пасивна термостабілізація ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 14
4.4.3 Колекторна активна термостабілізація ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
4.5 Розрахунок елементів високочастотної корекції ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 17
4.5.1 Розрахунок вихідний коректує ланцюги ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 17
4.5.2 Розрахунок межкаскадной коректує ланцюги ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 20
5 Розрахунок попереднього каскаду ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
6 Розрахунок вхідного каскаду ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
7 Розрахунок дроселів, розділових і блокувальних конденсаторів ... ... .31
8 Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .35
9 Література ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 39

1 Введення

У даній курсової роботі розраховується підсилювач широкосмуговоголокатора, який може використовуватися в дослідженнях проходженнярадіохвиль в різних середовищах, в тому числі проходження різних довжин хвиль уміських умовах, дослідження впливу радіохвиль на мікроорганізми.

Але так як коефіцієнт підсилення транзистора на високих частотахскладає одиниці раз, то при створенні підсилювача необхідно застосовуватикоригувальні ланцюга, що забезпечують максимально можливий коефіцієнтпідсилення кожного каскаду підсилювача в заданій смузі частот. Длянейтралізації впливу вихідний ємності вихідного транзистора на рівеньвихідної потужності підсилювача, запропоновано використовувати вихіднукоригувальну ланцюг, розраховану за методикою Фано. З метою підвищеннякоефіцієнта корисної дії підсилювача, доцільно застосуванняактивної колекторної термостабілізації

2 Визначення числа каскадів

При розрахунку підсилювачів насамперед визначають кількість каскадів
[1,2]. Число каскадів визначається за коефіцієнтом посилення, якийвизначається технічним завданням (тз). Для цього вибирається коефіцієнтпідсилення для одного каскаду. Потім коефіцієнт підсилення підсилювача ділитьсяна коефіцієнт посилення одного каскаду.

У цьому мені завданні коефіцієнт підсилення підсилювача 20дБ. Я задавсякоефіцієнтом посилення одного каскаду близько 6дб. Так число каскадів повиннобути цілим, то тоді після обчислень виходить, що до складу підсилювачавходитиме 3 каскаду і на кожен каскад припадатиме по 6.67дбпідсилення:

3 Розподіл спотворень на високих частотах

На високих частотах в підсилювачі виникають нелінійні спотвореннявнаслідок нелінійності його елементів, що призводить до відхилення амплітудно -частотної характеристики.

При розподілі спотворень на високих частотах визначаються спотворенняприпадають на кожний каскад підсилювача [1,2].

Для цього допустимі частотні спотворення, які визначаються завданням,діляться на число каскадів підсилювача.

За завданням допустимі частотні спотворення на високих частотах рівні
3дБ. У підсилювач входить 3 каскаду. Тоді на кожен каскад будеприходиться по 1дБ спотворень.

4 Розрахунок кінцевого каскаду

4.1 Розрахунок робочої точки

Робочої точкою називається струм або напруга на транзисторі привідсутності вхідного сигналу.

Робоча точка розраховується по заданій потужності Рвих або вихідногонапруги Uвых. Але частіше дається потужність, за якої можна знайти вихіднунапруга (амплітуду) зі співвідношення [1,2]:

(4.1)

(4.2)

Тоді амплітуда вихідної напруги буде дорівнює:

За відомим опору навантаження і вихідною напругою можназнайти струм в навантаженні:

(4.3)

У результаті струм дорівнює:

4.1. 1 Розрахунок робочої точки для реостатного каскаду

Щоб знайти струм в робочій точці, потрібно знати струм на виході каскаду:


(4.4)

Опору Rк і Rн вибрані рівними, то рівні і струми, що протікаютьчерез них:

(4.5)
Тоді отримаємо:


Схема для даного випадку зображена на малюнку (4.1).
Координати робочої точки знаходиться за виразами:

(4.6)

(4.7)
Тут Uост початкова напруга нелінійного ділянки вихідних характеристиктранзистора, береться від 2В до 3В. Після підстановки в вирази (4.6, 4.7)вийде:

Малюнок 4.1

Напруга джерела живлення для схеми буде складати суму падіньнапруги на опорі Rк і транзисторі:

(4.8)де

- напруга в робочій точці

Вираз (4.8) називається навантажувальної прямої по постійному струму. Умежах цієї прямої буде змінюватися робоча крапка.

Щоб провести пряму, досить знати дві точки:

У сигнальному режимі будується навантажувальна пряма по змінному струму:

(4.9)

(4.10)
Для спрощення розрахунків беруть Після підстановки виходить:


На малюнку (4.2) зображено вигляд навантажувальних прямих за постійним ізмінному струмів.

Малюнок 4.2 - навантажувальні прямі

Потужності розсіює на транзисторі і споживана каскадомвизначаються за виразами:

(4.11)

(4.12)

Відповідно потужності будуть рівні:

4.1.2 Розрахунок робочої точки для дросельного каскаду

На відміну від попереднього каскаду дросельний має замістьопору Rк дросель Lдр, який по постійному струму маєопір близьке до нуля, а по змінному - набагато більшеопору навантаження.

Покладемо вихідна напруга тим же (Uвых = 7.71В).

Малюнок 4.3-Дросельний каскад

Розрахунок робочої точки проводиться за тими ж виразами, що і дляпопереднього каскаду (4.6, 4.7), але вихідний струм каскаду буде дорівнює струмунавантаження:


Тоді робоча точка буде мати наступні координати:

Так як дросель по постійному струму є короткозамкненимпровідником, то напруга живлення буде рівним падіння напруги натранзисторі, тобто Еп = Uкео = 10.71В.

навантажувальна пряма по змінному струму описується виразом:

(4.13)
Для спрощення тут Тоді зміна напруги на транзисторі будеодно:

Вид навантажувальних прямих зображений на малюнку (4.4).

Малюнок 4.4-навантажувальні прямі для дросельного каскаду
Споживана потужність каскадом і розсіює на транзисторі аналогічновизначається за виразами (4.11, 4.12). У результаті виходить:


Видно, що потужність розсіювання дорівнює споживаної.

Порівнюючи енергетичні характеристики двох каскадів, можна зробитивисновок, що краще взяти дросельний каскад, так як він має найменшуспоживання, напруга живлення і струм.

4.2 Вибір транзистора кінцевого каскаду

Вибір транзистора здійснюється за наступними граничним параметрами:
- Граничний допустимий струм колектора;
- Гранично допустима напруга колектор-емітер;
- Гранична потужність, що розсіюється на колекторі.
- Гранична частота підсилення транзистора по струму в схемі з ОЕ.

Цим вимогам задовольняє транзистор КТ939А [3]. Основнітехнічні характеристики цього транзистора наводяться нижче.

Електричні параметри:
-гранична частота коефіцієнта передачі струму в схемі з ОЕ МГц;
-постійна часу ланцюга зворотного зв'язку при У пс;
-індуктивність базового висновку;
-індуктивність емітерного висновку;
-статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ОЕ;
-ємність колекторного переходу при В пФ.

Граничні експлуатаційні дані:
-постійна напруга колектор-емітер В;
-постійний струм колектора мА;
-постійна розсіює потужність колектора при Тк = 298К Вт;
-температура переходу К.

4.3 Розрахунок еквівалентної схеми транзистора

Так як робочі частоти підсилювача більше частоти, то вхідніємність не буде впливати на характер вхідного опору транзистора нависоких частотах, а буде впливати індуктивність висновків транзистора. Ємністьможна виключити з еквівалентної схеми, а індуктивність залишити.
Еквівалентна односпрямований модель представлена на малюнку (4.5).
Опис такої моделі можна знайти в [4].

Малюнок 4.5 - Однонаправлений модель транзистора

Малюнок 4.6 - Схема Джіаколетто

Параметри еквівалентної схеми не дані в довіднику, але вони співпадаютьз параметрами схеми транзистора, запропонованої Джіаколетто [1,4] (ріс.4.6).

Вхідна індуктивність:

(4.14) < p>-індуктивності висновків бази і емітера.

Вхідний опір:

,

(4.15)де, причому,

- напруга, при якому вимірювалося

- береться з довідника.

Крутизна транзистора:

,

(4.16)де

- струм в робочій точці в міліамперах

Вихідний опір:

.

(4.17)

Вихідна ємність:

.
(4.18)

Тоді у відповідність з цими формулами виходять наступні значенняелементів еквівалентної схеми:


Ом
А/В

 Ом
 Ом

4.4 Розрахунок ланцюгів термостабілізації

Існує кілька видів схем термостабілізації [5,6]. Використанняцих схем залежить від потужності каскаду і вимог до термостабільності. Уданій роботі розглянуті наступні схеми термостабілізації: емітерний,пасивна колекторна, активна колекторна.

4.4.1 емітерний термостабілізація

Розглянемо емітерний термостабілізація, схема якої наведена намалюнку (4.7). Метод розрахунку та аналізу емітерний термостабілізаціїдокладно описаний в [5,6].

Малюнок 4.7 - Схема емітерний термостабілізації

При розрахунку елементів схеми вибирається падіння напруги Uе наопорі Rе (в інтервалі 2-5В), розраховуються струм дільника,напруга живлення, опору. Так як взято дросельнийкаскад, то координати робочої точки рівні Uкео = 10.71В і Ікс = 0.154А.

Вибрані напруга Uе = 3В.

Ток базового подільника знаходиться за висловом:

(4.19) де

Опору визначаються виразами:

;

(4.20)

;

(4.21)

.

(4.22)

Напруга живлення:

(4.23)

Після підстановки виходять наступні результати:

Ом

Ом

Ом

розсіюється потужність на Rе:

(4.24)
Тоді потужність Pе дорівнює:

4.4.2 Колекторна пасивна термостабілізація

Цей вид термостабілізації [5,6] застосовується в малопотужних каскадах іменш ефективний, ніж два інші, тому що напруга негативноюзворотного зв'язку, що регулює струм через транзистор подається на базу. Розрахунокпочинають з того, що вибирається напруга Urк в інтервалі 5-10В. Потімрозраховуються напруга живлення, струм бази Іб, опору Rб й Rк повиразами:

(4.25)

Малюнок 4.8 - Схема колекторної пасивної термостабілізації


(4.26)

(4.27)

(4.28)
Результатом підстановки буде:

Ом

Ом
Напруга Еп = Uкео, тому що при постійному струмі Urк дорівнює нулю.

розсіюється потужність при такій термостабілізації знаходиться заформулою:


(4.29)
Тоді вийде:

4.4.3 Колекторна активна термостабілізація

В активній колекторної термостабілізації використовується додатковийтранзистор, який керує роботою основного транзистора. Ця схемазастосовується в потужних каскадах, де потрібен високий ККД. Її опис ірозрахунок можна знайти в [5,6].

Малюнок 4.9 - Схема активної колекторної термостабілізації

Спочатку, при розрахунку вибирається транзистор VT1. Як VT1 обраний
КТ361А [3]. Основні технічні параметри наведені нижче.

Електричні параметри:
-статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ОЕ;
-ємність колекторного переходу при В пФ.

Граничні експлуатаційні дані:
-постійна напруга колектор-емітер В;
-постійний струм колектора мА;
-постійна розсіює потужність колектора при Тк = 298К Вт;

Після цього вибирається падіння напруги на резистори зумови (нехай В), потім здійснюється розрахунок за виразами:

;

(4.30)

; (4.31)

;

(4.32)

;

(4.33)

,

(4.34) < p>;

(4.35)

;

(4.36)


(4.37)

(4.38)

Після підстановки одержуємо такі значення:
 Ом
А

 Ом


Ом

Ом

розсіюється потужність на опорі R4 визначається за виразом:

(4.39)
Після підстановки маємо:


У результаті, якщо порівняти всі три види схем термостабілізації, то видно,що краще взяти активну Колекторна, так як вона більш економічна. До тогож, у високочастотних транзисторів на високій частоті емітер заземлений,тому емітерний термостабілізація не використовується.

4.5 Розрахунок елементів високочастотної корекції

4.5.1 Розрахунок вихідний коректує ланцюга

З теорії підсилювачів відомо [1,6], що для отримання максимальноївихідної потужності в заданій смузі частот необхідно реалізувати те, що відчуваєтьсяопір навантаження для внутрішнього генератора транзистора, рівнепостійною величиною у всьому робочому діапазоні частот. Цього домагаютьсявключенням вихідний ємності транзистора (див. малюнок 4.10) у фільтр нижніхчастот, що використовується в якості вихідної коректує ланцюга (ВКЦ). Схемавключення ВКЦ наведена на малюнку (4.10).

Малюнок 4.10 - Схема вихідний коректує ланцюга

При роботі підсилювача без ВКЦ модуль коефіцієнта відбиття | |відчутного опору навантаження внутрішнього генератора транзистора дорівнює

| | =, (4.40) а зменшення вихідної потужності щодо максимального значення,обумовлене наявністю Cвих, становить:

, (4.41)де - максимальне значення вихідної потужності на частоті за умови рівності нулю;

- максимальне значення вихідної потужності на частоті при наличии.

Методика Фано [6] дозволяє при заданій величині іпідсилювача таким чином розрахувати елементи ВКЦ і, щомаксимальне значення модуля коефіцієнта відображення в смузі частот віднуля до мінімально можливо.

Знайдемо - вихідна ємність транзистора нормована щодо
 і [6,7]:

(4.42)

.

Малюнок 4.11 - Схема каскаду з ВКЦ

Тепер, згідно з методикою Фано, за таблицею, наведеною в [7], знайдемонайближче до розрахованому значення і виберемо відповідні йомунормовані величини елементів ВКЦ і, а також
-Коефіцієнт, що визначає величину відчутного опору навантаження
 і модуль коефіцієнта відбиття:

Знайдемо істинні значення елементів за формулами:

;

(4.43)

;

(4.44)

.

(4.45)

У результаті вийде:

нГн;

пФ;

Ом.

4.5.2 Розрахунок межкаскадной коректує ланцюга

Існує багато межкаскадних коригувальних ланцюгів для корекції АЧХ,але так як розраховується широкосмуговий підсилювач, то потрібна кор?? ктірующаяланцюг, яка забезпечувала б необхідну нерівномірність АЧХ на широкійсмузі частот. Цій вимозі відповідає межкаскадная коригуючаланцюг (МКЦ) третього порядку. Опис ланцюга можна знайти в [6,7].

Схема каскаду по змінному струму наведена на малюнку (4.12).

Малюнок 4.12 - Каскад з межкаскадной коректує ланцюгом третього порядку

Використовуючи схему заміщення транзистора наведену на малюнку (4.5),схему (малюнок 4.12) можна представити у вигляді еквівалентної схеми,наведеної на малюнку (4.13).

Малюнок 4.13 - Еквівалентна схема каскаду

При розрахунку ланцюга знаходяться нормовані значення іщодо Т1 і за виразами:

=,

(4.46)

=

(4.47)

Потім вибираються нормовані значення її елементів з таблиці,виходячи з необхідної нерівномірності АЧХ на каскад. Потрібно врахувати, щоелементи, наведені в таблиці, формують АЧХ в діапазоні частот від 0 до
. За відомими коефіцієнтами,,, які нелінійнозалежать від елементів схеми і є коефіцієнтами полінома функціїпередачі каскаду на транзисторі Т2 [6,7]:

, (4.48)де - коефіцієнт підсилення каскаду

- коефіцієнт підсилення за потужністю в режимі двосторонньогоузгодження

розраховуються нормовані значення,, за формулами
[6,7]:

(4.49)де;

;

;

;

;

;

;

,

,

= - нормовані значення,,.
Після розрахунку,, провадиться разнорміровка длязнаходження дійсних значень елементів за виразами:

,,. (4.50)

В області нижніх частот АЧХ вирівнюється резистором, якийрозраховується за формулою:

(4.51)

Як транзистора попереднього каскаду я вибрав КТ939А (йогоосновні характеристики в п.4.2), який буде виконувати роль транзистора
Т1 на малюнку (4.13). Тоді елементи, що стоять праворуч і ліворуч від МКЦ, будутьрівні:

Тому що на кожен з трьох каскадів доводиться нерівномірність АЧХ поодному децібеллу, то коефіцієнти,, будуть рівнівідповідно:

Знайдемо нормовані значення,, щодо
Т1 і за виразами (4.49):

,

,

=
Після цього знайдемо всі коефіцієнти для виразів (4.49):


У результаті вийдуть нормовані значення,,:

Після разнорміровкі за допомогою виразів (4.50) істинні значення будуть мати вигляд:

Коефіцієнт підсилення за потужністю в режимі двостороннього узгодження:


Тоді коефіцієнт підсилення каскаду на транзисторі Т2 буде дорівнює:

або в децібеллах

Сопротіленіе R1 за формулою (4.51) виходить рівним:

Ом

5 Розрахунок попереднього каскаду

Розрахунок предварітетельного каскаду аналогічний розрахунку кінцевого. Алетільки робоча точка транзистора предварітетельного каскаду знаходиться зумов роботи кінцевого каскаду.

З метою зменшення числа джерел живлення доцільно взятиробочу точку транзистора предварітетельного каскаду рівній робочої точцітранзистора кінцевого каскаду, тобто Uкео = 10.71В.

струмом в робочій точці транзистора предварітетельного каскадує струм в робочій точці транзистора кінцевого каскаду поділенийна коефіцієнт передачі каскаду:

(5.1)
Тоді струм в робочій точці транзистора предварітетельного каскаду дорівнює:

Після визначення робочої точки вибирається транзистор з тим же самимкритеріями, що розглянуті в (п.4.2). Обрано транзистор КТ939А [3], такяк він задовольняє цим вимогам. Основні технічні характеристикицього транзистора були наведені вище (див. п.4.2).

Внаслідок індентічності параметрів транзистора для односпрямованоїмоделі (див. ріс.4.5) з параметрів, розраховані за формулами (4.14 - 4.16),зміняться лише опір і крутизна транзистора тому,що змінився струм в робочій точці, який входить до складу вираженняопору емітера. У результаті параметри односпрямованої моделібудуть наступні:

Ом

А/В

Ом

Ом

Для даного каскаду, як і для кінцевого, зручніше взяти ланцюг активноїтермостабілізації у зв'язку з особливістю роботи транзистора КТ939А. Уяк допоміжний транзистора ланцюга термостабілізації узятий той жесамий (КТ361А, див. п.4.4.3), падіння напруги на резистори я вибравтим же (В). Після розрахунку за формулами (4.30-4.39) виходять наступнізначення:

Ом

А

Ом

Ом

Ом
Розсіюється потужність на опорі R4:

Перед розрахунком межкаскадной коректує ланцюга зручно взяти МКЦтретього порядку, тому що вона забезпечує гарну корекцію АЧХ назаданій смузі частот.
Для вхідного каскаду був вибраний транзистор КТ996А (див. п.6), який будевиконувати роль транзистора Т1 на малюнку (4.13). Тоді елементи
будуть рівні:

Так як на каскад доводиться нерівномірність АЧХ в один децібелл, токоефіцієнти,, залишаться незмінними:

Нормовані значення,, щодо Т1 і
 за виразами (4.49) будуть рівні:

,

,

=
Після цього знаходяться коефіцієнти для виразів (4.49):



У результаті вийдуть нормовані значення,,:

Разнорміруем за допомогою виразів (4.50), тоді справжнізначення будуть мати вигляд:

Коефіцієнт підсилення за потужністю в режимі двостороннього узгодження:


Тоді коефіцієнт підсилення каскаду на транзисторі Т2 буде дорівнює:

а в децібеллах

Сопротіленіе R1 знаходиться за формулою (4.51), де в якостінавантажувального опору Rн виступає паралельне з'єднання вихідногоопору транзистора і активного опору межкаскаднойкоректує ланцюга кінцевого каскаду.
Опір R1 вийшло рівним:

кОм

6 Розрахунок вхідного каскаду

При розрахунку вхідного каскаду робоча точка транзистора знаходиться зробочої точки транзистора предоконечного каскаду.

Для зменшення числа джерел живлення робоча точка транзисторавхідного каскаду взята рівній робочої точки транзистора предоконечногокаскаду (Uкео = 10.71В).
Ток в робочій точці транзистора вхідного каскаду дорівнює струму вробочої точки транзистора предоконечного каскаду поділений на коефіцієнтпередачі каскаду:

(6.1)
Тоді струм в робочій точці транзистора вхідного каскаду дорівнює:

Після визначення робочої точки вибирається транзистор з тим же самимкритеріями, що розглянуті в п.4.2. Був вибраний транзистор КТ996А [3], такяк він задовольняє цим вимогам. Основні технічні характеристикицього транзистора були наведені нижче.

Електричні параметри:
-гранична частота коефіцієнта передачі струму в схемі з ОЕ МГц;
-статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ОЕ;
-ємність колекторного переходу при В пФ.

Граничні експлуатаційні дані:
-постійна напруга колектор-емітер В;
-постійний струм колектора мА;
-постійна розсіює потужність колектора Вт;
-температура переходу С.

Однонаправлений модель транзистора вхідного каскаду (див. ріс.4.5)розраховується за формулами (4.14 - 4.16). У довідкових даних немає відомостей провхідний індуктивності, то її беруть дорівнює половині вхідний індуктивностінайближчого аналога, яким є транзистор КТ939А У результатіпараметри односпрямованої моделі будуть наступні:

Ом

А/В

Ом

Ом

При відсутності постійної часу ланцюга зворотного зв'язку опірбази так же беруть рівним опору бази аналога (КТ939А).

Як і для предоконечного каскаду, зручніше взяти ланцюг активноїколекторної термостабілізації, тому що вона має кращі характеристики.

Як допоміжний транзистора ланцюга термостабілізації обраний
КТ361А, падіння напруги на резистори вибрано тим же (В). Післяпідстановки у формули (4.30-4.39) виходять такі значення:
 Ом
А

 Ом


 Ом

Ом
При цьому розсіює потужність на опорі R4 дорівнює:

Перед розрахунком межкаскадной коректує ланцюга обрана МКЦ третійпорядку, так як вона крім гарної корекції АЧХ на заданій смузі частотзабезпечує і узгодження каскаду.

Тому що перед вхідним каскадом знаходиться джерело сігнала.Тогдаелементи, що оточують МКЦ, будуть рівні:


На каскад доводиться нерівномірність АЧХ в один децібелл, то коефіцієнти
,, Залишаться незмінними:

Нормовані значення,, щодо таопору генератора за виразами (4.49) будуть рівні

,

,

=

Коефіцієнти для виразів (4.49) рівні


Нормовані значення,, рівні:


Разнорміруем значення,, за допомогою виразів 4.50,тоді істинні значення будуть мати вигляд:


Коефіцієнт підсилення за потужністю в режимі двостороннього узгодження:


Тоді коефіцієнт підсилення каскаду на транзисторі буде дорівнює:

а в децібеллах

Сопротіленіе R1 знаходиться за формулою (4.51), де в якостінавантажувального опору Rн виступає паралельне з'єднання вихідногоопору транзистора і активного опору межкаскаднойкоректує ланцюга предоконечного каскаду.
Опір R1 вийшло рівним:

кОм
Аналізуючи всі три каскаду, можна сказати, що загальний коефіцієнт посиленняпідсилювача буде дорівнює:

7 Розрахунок дроселів, блокувальних і розділових конденсаторів

У схемі активної колекторної термостабілізації дросель потрібен длятого, щоб збільшити опір гілки, до якої він підключений, довихідного опору транзистора; забезпечити протікання всієї змінноїскладової струму в навантаження з нижньої частоти заданого частотногодіапазону. В результаті, дросель вибирається з умови [1,2]:


(7.1)або


(7.2)де - нижня кругова частота частотного діапазону

- вихідний опір транзистора
Дроселі розраховані за формулою (7.2) для вхідного, попередньогокаскадів будуть рівні:


Для кінцевого каскаду дросель потрібно розраховувати з опорунавантаження, так як воно вносить більший вплив. Тоді отримаємо:


У схемі підсилювача на вході і на виході кожного каскаду ставитьсярозділовий конденсатор, який потрібен для того щоб забезпечитипротікання змінного і перешкоджати протіканню постійного струмів, аінакше змінювалася б робоча точка транзистора.

Так як спотворення на низьких частотах в основному визначаються поділу -неністю ємністю, то спотворення що припадають на одну ємність рівнівідношенню спотворень на нижніх частотах на число ємностей N підсилювача. Урезультаті викривлення що припадають на одну ємність рівні:

Для розрахунку ємності потрібно її спотворення перевести в рази


Розрахунок ємності здійснюється за формулою [1,2]:

(7.3)

де - нижня частота

- опір, що стоїть ліворуч від ємності

- опір, що стоїть праворуч від ємності

нормовані спотворення в разах
В результаті після підстановки вийде:

Через те, що на високих частотах транзистори стаютьінерційними, на якійсь частоті відбувається набіг фази на 360 градусів.
Звідси підсилювальні каскади самовозбуждаются. Щоб цього не допуститиставиться блокувальний конденсатор, який розриває кільце зворотногозв'язку, і в реультате сигнал йде на "землю".

Блокувальне ємність знаходиться з умови [1,2]:

(7.4)де - нижня кругова частота

- опір у схемі активної колекторноїтермостабілізації (див. ріс.4.9)

Оскільки в підсилювачі три каскаду з трьома схемами термостабілізації,то і блокувальних ємностей буде три.
Тоді ємності будуть рівні:

8 Висновок

Розрахований підсилювач на навантаження Rн = 50 Ом має наступнітехнічні характеристики:
1 Робоча смуга частот: 50-500 МГц
2 Лінійні спотворенняв області нижніх частот не більше 3 дБв області верхніх частот не більше 3 дБ
3 Коефіцієнт посилення 28дБ
4 Амплітуда вихідної напруги Uвых = 7.71 У
5 Харчування однополярної, Eп = 12.6 У
6 Діапазон робочих температур: від +10 до +50 градусів Цельсія
7 Вихідна потужність Рвих = 0.5Вт

Підсилювач має запас щодо посилення 8дБ. Це потрібно для того, щоб увипадку погіршення підсилювальних властивостей коефіцієнт передачі підсилювача неопускався нижче заданого рівня, визначеного технічним завданням.

| |
| |
| | | | | | |
| | | | | | РТФ КП 468740.001 ПЗ |
| | | | | | |
| | | | | | | Лiт | Маса | Масштаб |
| З | Лис | Nдокум. | Підпис. | Дата | | | | | | |
| м | т | | | | | | | | | |
| Виконати | Уткін | | | ШИРОКОСМУГОВЕ | | | | | |
| ил | | | | | | | | | |
| Перевір | Титов | | | ПІДСИЛЮВАЧ | | | | | |
| ил | | | | | | | | | |
| | | | | НЕЛІНІЙНИЙ | Лист | Листів |
| | | | | Локатор | ТУСУР РТФ |
| | | | | Принципова | Кафедра РЗІ |
| | | | | Схема | гр. 148-3 |
| Поз. | | | |
| Обозна-| Найменування | Кількість. | Примітка |
| | | | |
| чення | | | |
| | | | |
| | Транзистори | | |
| | | | |
| VT1 | КТ996А АА о.339150ТУ | 1 | |
| VT2 | КТ361А ФЫ о.336.201ТУ | 1 | |
| VT3 | КТ939А АА о.339150ТУ | 1 | |
| VT4 | КТ361А ФЫ о.336.201ТУ | 1 | |
| VT5 | КТ939А АА о.339150ТУ | 1 | |
| VT6 | КТ361А ФЫ о.336.201ТУ | 1 | |
| | | | |
| | Конденсатори | | |
| | | | |
| С1 | КД-2-3.6пФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С2 | КД-2-16пФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С3 | КД-2-13пФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С4 | КД-2-0.22нФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С5 | КД-2-1.1пФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С6 | КД-2-6.2пФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С7 | КД-2-1.3пФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С8 | КД-2-0.22нФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С9 | КД-2-1.5пФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С10 | КД-2-6.8пФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С11 | КД-2-0.22пФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С12 | КД-2-0.47нФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С13 | КД-2-0.62пФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| С14 | КД-2-6.2пФ (5 (ОЖО.460.203 ТУ | 1 | |
| | | | |
| | Котушки індуктивності | | |
| | | | |
| L1 | Індуктивність 6.8нГн (5 (| 1 | |
| L2 | Індуктивність 16мкГн (5 (| 1 | |
| L3 | Індуктивність 7.2нГн (5 (| 1 | |
| L4 | Індуктивність 12мкГн (5 (| 1 | |
| L5 | Індуктивність 3.6нГн (5 (| 1 | |
| L6 | Індуктивність 8.2мкГн (5 (| 1 | |
| L7 | Індуктивність 16нГн (5 (| 1 | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | | РТФ КП 468740.001 ПЗ |
| | | | | | |
| | | | | | | Лiт | Маса | Мас |
| | | | | | | | | Шта |
| | | | | | | | | Б |
| Изм | Лис | Nдокум. | Підпис. | Дат | | | | | | |
| | Т | | | а | | | | | | |
| Виконав | Уткін | | | ШИРОКОСМУГОВЕ | | | | | |
| Перевір. | Титов | | | ПІДСИЛЮВАЧ | | | | | |
| | | | | НЕЛІНІЙНИЙ | Лист | Листів |
| | | | | Локатор | ТУСУР РТФ |
| | | | | Перелік елементів | Кафедра РЗІ |
| | | | | | Гр. 148-3 |

| Поз. | | | |
| Обозна-| Найменування | Кількість. | Примітка |
| | | | |
| чення | | | |
| | | | |
| | Резистори | | |
| | | | |
| R1 | МЛТ - 0.125 - 2.2 кОм (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R2 | МЛТ - 0.125 - 7.5 кОм (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R3 | МЛТ - 0.125 - 82 кОм (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R4 | МЛТ - 0.125 - 16 кОм (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R5 | МЛТ - 0.125 - 43 Ом (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R6 | МЛТ - 0.125 - 7.5 кОм (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R7 | МЛТ - 0.125 - 7.5к Ом (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R8 | МЛТ - 0.125 - 82 кОм (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R9 | МЛТ - 0.125 - 18 кОм (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R10 | МЛТ - 0.125 - 20 Ом (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R11 | МЛТ - 0.125 - 5.6 кОм (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R12 | МЛТ - 0.125 - 3.6кОм (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R13 | МЛТ - 0.125 - 39 кОм (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R14 | МЛТ - 0.125 - 7.5к Ом (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R15 | МЛТ - 0.125 - 9.1 Ом (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | | РТФ КП 468740.001 ПЗ |
| | | | | | |
| | | | | | | Лiт | Маса | Мас |
| | | | | | | | | Шта |
| | | | | | | | | Б |
| Изм | Лис | Nдокум. | Підпис. | Дат | | | | | | |
| | Т | | | а | | | | | | |
| Виконав | Уткін | | | ШИРОКОСМУГОВЕ | | | | | |
| Перевір. | Титов | | | УСІЛІТЕЛЬЛЬ | | | | | |
| | | | | НЕЛІНІЙНИЙ | Лист | Листів |
| | | | | Локатор | ТУСУР РТФ |
| | | | | Перелік елементів | Кафедра РЗІ |
| | | | | | Гр. 148-3 |

9 Література

1) Красько А.С. Проектування аналогових електронних пристроїв - Томск:
ТУСУР, 2000.-29с.

2) Мамонкін І.Г. Підсилювальні пристрої. Навчальний посібник для вузів - М.:
Зв'язок. 1977
3) Напівпровідникові прилади. Транзистори середньої та великої потужності.
Справочник/А.А. Зайцев, А.И. Миркин; Под ред. А.В. Голомедова. - М.:
Радіо і зв'язок, 1989 - 640 с.
4) Титов А.А., Бабак Л.І., Черкашин М.В. Розрахунок межкаскадной що погоджуєланцюга транзисторного смугового підсилювача потужності. Електронна техніка.
Серія НВЧ-техніка. Випуск 1/2000
5) Болтовскій Ю.Г. Розрахунок ланцюгів термостабілізації електричного режимутранзисторів. Методичні вказівки. - Томск: ТІАСУР, 1981 р.
6) Широкосмугові радіопередавальні пристрої/Под ред. О.В. Алексєєва. -
М.: Связь. 1978.
7) Розрахунок коригувальних ланцюгів широкосмугових підсилювальних каскадів набіполярних транзисторах./Титов А.А-http:// www.referat.ru/referats/015-
0030.zip

-----------------------

-??/????? † ?????????????"?????????????"?????????????????????? ??????????"?????< br>???????"???????????????????????????"?????????????? ????????????????"?????????< br>-??/??? † ??????????????< br>



     
 
     
Реферат Банк
 
Рефераты
 
Бесплатные рефераты
 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
  Все права защищены. Українські реферати для кожного учня !