Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

пФ

пФ

По формулам 3.3.10  3.3.14 получаем значения элементов ВЧ модели:

нГн;

пФ;

Ом;

А/В;

Ом;

пФ.

3.4.4 Расчёт цепи термостабилизации

Метод расчёта схемы идентичен приведённому в пункте 3.3.4.2. Элементы схемы термостабилизации будут равны соответствующим элементам схемы термостабилизации выходного каскада. Это следует из схемы включения выходного каскада. Таким образом, элементы схемы будут следующими:

;

;

;

,

;

;

.

3.4.5 Расчёт цепи коррекции между входным и промежуточным каскадами

В качестве цепи коррекции использована межкаскадная корректирующая цепь 3-го порядка. Схема включения цепи представлена на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9

Используя схему замещения транзистора, показанную на рисунке 3.4, схему (рисунок 3.9) можно представить в виде эквивалентной схеме, показанной на рисунке 3.10.

Рисунок 3.10

Расчёт такой схемы подробно описан в [2].

Коэффициент прямой передачи каскада на транзисторе Т2, при условии использования выходной корректирующей цепи, равен:

; (3.4.1)

Где (3.4.2)

- нормированное относительно Т₂ сопротивление нагрузки;

= , = - нормированные относительно Т1 и значения и . При заданных значениях , , , соответствующих требуемой форме АЧХ каскада, нормированные значения , , рассчитываются по формулам:

(3.4.3)

где ;

;

;

;

;

;

;

,

,

= - нормированные значения , , .

В теории фильтров известны табулированные значения , , соответствующие требуемой АЧХ цепи описываемой функцией вида 3.3.26

Для выравнивания АЧХ в области НЧ используется резистор , рассчитываемый по формуле:

(3.4.4)

При работе каскада в качестве промежуточного, в формуле 3.3.27 принимается равным единице, при работе в качестве входного =0.

После расчёта , , , истинные значения элементов находятся из соотношений:

, , . (3.4.5)

В нашем случае значения , , и следующие:

= 75 А;

= 3.72 пФ;

= 2.75 нГн;

=0.719 Ом;

При условии, что линейные искажения составляют 2 дБ, берём значения , , из таблицы приведённой в [2]:

= 3.13

= 2.26

= 3.06

Тогда, из формул описанных выше, получаем:

D = 1.01

B = -4.023

A = 0.048

Тогда нормированные значения межкаскадной корректирующей цепи равны:

Истинные значения элементов:

Значения и получились следующими:

3.5 Расчёт входного каскада

3.5.1 Выбор рабочей точки

Что бы впоследствии не ставить дополнительный источник питания, возьмём тоже напряжение в рабочей точке, что и в остальных каскадах. Ток в рабочей точке будет равен току коллектора транзистора промежуточного каскада, поделённому на коэффициент усиления промежуточного каскада (в разах) и умноженному на 1.1. Тогда получаем следующие координаты рабочей точки:

3.5.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора осуществляется в соответствии с требованиями, приведенными в пункте 3.3.2. Этим требованиям отвечает транзистор КТ939А. Его основные технические характеристики приведены ниже.

Электрические параметры:

1. Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ ГГц;

2. Постоянная времени цепи обратной связи пс, при напряжении 10 вольт;

3. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ ;

4. Ёмкость коллекторного перехода при В пФ;

5. Индуктивность вывода базы нГн;

6. Индуктивность вывода эмиттера нГн.

Предельные эксплуатационные данные:

1. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер В;

2. Постоянный ток коллектора мА;

3. Температура перехода К.

3.5.3 Расчёт эквивалентных схем транзистора

Расчёт ведётся по формулам, описанным в пункте 3.3.3.

Для схемы Джиаколетто получаем такие значения элементов:

пФ

Для элементов ВЧ модели:

нГн;

пФ;

Ом;

А/В;

Ом;

пФ.

3.5.4 Расчёт схемы термостабилизации

Расчёт схемы ведётся по формулам, описанным в пункте 3.3.4.2. Значения элементов схемы:

,

,

,

,

,

,

.

3.5.5 Расчёт входной корректирующей цепи

Для входной корректирующей цепи также была выбрана межкаскадная корректирующая цепь 3-го порядка, описанная в пункте 3.4.5.

В нашем случае значения , , и следующие:

= 50 А;

= 0;

= 0.345 нГн;

=1.076 Ом;

При условии, что линейные искажения составляют 1 дБ, берём значения , , из таблицы приведённой в [2]:

= 2.52

= 2.012

= 2.035

Тогда, из формул описанных выше, получаем:

D = 1.043

B = -3.075

A = 0.115

Тогда нормированные значения межкаскадной корректирующей цепи равны:

Истинные значения элементов:

Значения и получились следующими:

3.6 Расчёт выходной корректирующей цепи

Расчёт КЦ производится в соответствии с методикой описанной в [2]. Схема выходной корректирующей цепи представлена на рисунке 3.11. Найдём – выходную ёмкость транзистора нормированное относительно и . Сама выходная ёмкость в данном случае является последовательным соединением коллекторных емкостей транзисторов КТ913Б и КТ948Б.

(3.6.1)

.

Рисунок 3.11

Теперь по таблице, приведённой в [2], найдём ближайшее к рассчитанному значение и выберем соответствующие ему нормированные величины элементов КЦ и , а также –коэффициент, определяющий величину ощущаемого сопротивления нагрузки и модуль коэффициента отражения .

Найдём истинные значения элементов по формулам:

; (3.6.2)

; (3.6.3)

. (3.6.4)

нГн;

пФ;

Ом.

Рассчитаем частотные искажения в области ВЧ, вносимые выходной цепью:

, (3.6.5)

,

или дБ.

3.7 Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей

Н
а рисунке 3.12 приведена принципиальная схема усилителя. Рассчитаем номиналы элементов обозначенных на схеме. Расчёт производится в соответствии с методикой описанной в [1]

Рисунок 3.12

Рассчитаем ёмкость фильтра по формуле:

, (3.7.1)

г де – нижняя граничная частота усилителя, а входного каскада, для нашего случая.

Ом;

нФ.

Так как разделительные ёмкости вносят искажения в области нижних частот, то их расчёт следует производить, руководствуясь допустимым коэффициентом частотных искажений. В данной работе этот коэффициент составляет 3дБ. Всего ёмкостей четыре, поэтому можно распределить на каждую из них по 0.75дБ.

Найдём постоянную времени, соответствующую неравномерности 0.75дБ по формуле:

, (3.7.2)

где – допустимые искажения в разах.

Величину разделительного конденсатора найдём по формуле:

, (3.7.3)

Тогда

Величины блокировочных ёмкостей и дросселей найдем по формулам:

(3.7.4)

(3.7.5)

(3.7.6)

(3.7.7)

(3.7.8)

Тогда

4. Заключение

Рассчитанный усилитель имеет следующие технические характеристики:

1. Рабочая полоса частот: 20-500 МГц

2. Линейные искажения

в области нижних частот не более 1.5 дБ

в области верхних частот не более 1.5 дБ

3. Коэффициент усиления 21дБ

4. Выходная мощность - 5 Вт

5. Питание однополярное, Eп=14.2 В

6. Диапазон рабочих температур: от +10 до +50 градусов Цельсия

Усилитель рассчитан на нагрузку Rн=50 Ом

Усилитель имеет запас по усилению 6дБ, это нужно для того, чтобы в случае ухудшения, в силу каких либо причин, параметров отдельных элементов коэффициент передачи усилителя не опускался ниже заданного уровня, определённого техническим заданием.

Литература

1. Красько А.С., Проектирование усилительных устройств, методические указания

2. Титов А.А. Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах , Томск, ТУСУР, 1999.

Адрес в Интернете – http://referat.ru/download/ref-2764.zip

1. Болтовский Ю.Г., Расчёт цепей термостабилизации электрического режима транзисторов, методические указания

2. Титов А.А., Григорьев Д.А., Расчёт элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на полевых транзисторах, учебно-методическое пособие, Томск, ТУСУР, 1999.

Характеристики

Список файлов реферата