Реферат: Широкополосный усилитель мощности

Министерство образования

Российской Федерации.

Томский государственныйуниверситет систем

управления ирадиоэлектроники (ТУСУР)

Кафедра радиоэлектроники и защитыинформации (РЗИ)

Широкополосныйусилитель мощности

Пояснительнаязаписка к курсовому проекту по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронныхустройств»

Выполнил

студентгр.148-3

__________СваловС.С.

Проверил

преподавателькаф. РЗИ

___________ТитовА.А.

2001

Реферат

     Курсовая работа   35 с., 15  рис., 1 табл., 5 источников.

     УСИЛИТЕЛЬ, ТРАНЗИСТОР, КАСКАД, ЧАСТОТНЫЕИСКАЖЕНИЯ,  КОРРЕКТИРУЮЩАЯ ЦЕПЬ, КОЭФФИЦИЕНТУСИЛЕНИЯ

     В данной курсовой работе производитсярасчет широкополосный усилителя мощности амплитудно и частотно модулированныхсигналов, а также различных стабилизирующих и корректирующих цепи.

     Цель работы — приобретение навыков расчетаноминалов элементов усилительного каскада, подробное изучение существующихкорректирующих и стабилизирующих цепей, умения выбрать необходимые схемныерешения на основе требований технического задания.

     В процессе работы были осуществленыинженерные решения (выбор транзисторов, схем стабилизации и коррекции) и расчетноминалов схем.

     В результате работы получили готовую схемуусилительного устройства с известной топологией и номиналами элементов, которуюможно использовать для практического применения.

     Полученные данные могут использоваться присоздании реальных усилительных устройств.

     Курсовая работа выполнена в текстовомредакторе MicrosoftWord97и представлена на дискете 3,5” (в конверте на оборотеобложки).    

    

    

 

Содержание

1Введение  — 3

2Технические данные — 4

3 Расчеты------------------------------------------------------------------------------------5

3.1  Определение числакаскадов------------------------------------------------------- 5

3.2Распределение искажений  — — 5

3.3 Расчетоконечного каскада — 5

3.3.1Расчет рабочей точки, выбор транзистора------------------------------------  5

3.3.2Расчет эквивалентных схем------------------------------------------------------  10

3.3.3Расчет схем термостабилизации------------------------------------------------  12

3.3.4Расчет выходной корректирующей цепи --------------------------------------  15

3.3.5  Расчет межкаскадной корректирующей цепи-------------------------------- 16

3.4 Расчетпредоконечного каскада.---------------------------------------------------- 19

3.4.1Расчет схемы термостабилизации — 19

3.4.2Расчет межкаскадной корректирующей цепи --------------------------------  20

3.5 Расчетвходногокаскада.------------------------------------------------------------  22

3.5.1Расчет схемы термостабилизации---------------------------------------------- 22

3.5.2Расчет межкаскадной корректирующей цепи --------------------------------  24

3.6 Расчетразделительных емкостей — 26

3.7 Расчетитогового коэффициента усиления — 27

4Заключение -----------------------------------------------------------------------------  28

Списокиспользованных источников ------------------------------------------------  32

     Введение.                                                                                                   

     Основная цель работы — получениенеобходимых навыков практического расчета радиотехнического устройства(усилителя мощности), обобществление полученных теоретических навыков иформализация методов расчета отдельных компонентов электрических схем.

     Усилители электрических сигналовприменяются в широкой области современной техники: в радиоприемных ирадиопередающих устройствах, телевидении, аппаратуре звукоусиления извукозаписи, системах звукового вещания, радиолокации, ЭВМ. Как правило,усилители осуществляют усиление электрических колебаний с сохранением их формы.Усиление происходит за счет электрической энергии источника питания. Такимобразом усилительные элементы обладают управляющими свойствами.

    Усилитель, рассматриваемый в данной работе,используется в радиотехнических системах различного назначения, в том числе и всистемах нелинейной радиолокации, обеспечивая заданный уровень облучениянелинейного элемента.
Это необходимо для получения требуемого минимального уровня изучаемыхнелинейным элементом составляющих обогащенного спектра сигнала.

2.Техническое задание

Усилительдолжен отвечать следующим требованиям:

Рабочаяполоса частот: 300-800 МГц

Линейныеискажения

вобласти нижних частот не более 3 дБ

вобласти верхних частот не более 3 дБ

Коэффициентусиления 20дБ

Выходнаямощность Pвых=1 Вт

Диапазонрабочих температур: от +10 до +60 градусов Цельсия

Сопротивлениеисточника сигнала и нагрузки Rг=Rн=50 Ом

     3. Расчетная часть

     3.1. Определение числа каскадов.

     Число каскадов определяется исходя изтехнического задания. Данное устройство должно обеспечивать коэффициентусиления 20 дБ, поэтому целесообразно использовать три каскада, отведя накаждый по 7дБ, оставив запас по усилению мощности примерно вполовину.

     3.2. Распределение искаженийамлитудно-частотной характеристики (АЧХ).

     Исходя из технического задания, устройстводолжно обеспечивать искажения не более 3дБ. Так как используется три каскада,то каждый может вносить не более 1дБ искажений в общую АЧХ. Эти требованиянакладывают ограничения на номиналы элементов, вносящих искажения.

     3.3. Расчет оконечного каскада.

     3.3.1. Расчет рабочей точки.

В даннойсхеме может использоваться как резистивный, так и дроссельный каскад. Произведемих расчет и выберем наиболее подходящий.

а) В цепиколлектора используется сопротивление

     Схема каскада приведена на рис.3.1. 

<img src="/cache/referats/4727/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

Рисунок 3.1 – Схема оконечного каскада по переменному току.

    Обычно сопротивление в цепи коллектора и сопротивление нагрузки принимаютодинаковыми. Рассчитаем энергетические параметры схемы:

Напряжение на выходе усилителя:

                                                 <img src="/cache/referats/4727/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">                                        (3.1)

 где P — мощностьна выходе усилителя, Вт;

 Rн–сопротивление нагрузки, Ом.

Тогда <img src="/cache/referats/4727/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027">.

Выходной ток на сопротивлении нагрузки:

                                           <img src="/cache/referats/4727/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028">,                                  (3.2)

В данной схеме появитсяэквивалентное нагрузочноесопротивление, представляющее собой параллельное включение сопротивлений <img src="/cache/referats/4727/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029"> и <img src="/cache/referats/4727/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030">

<img src="/cache/referats/4727/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031">

Тогда выходной ток будеттаким:

          <img src="/cache/referats/4727/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1032">

где Rэквив– сопротивление цепи коллектора по переменному току,Ом.

Теперь можно определить рабочуюточку[1]:

<img src="/cache/referats/4727/image017.gif" v:shapes="_x0000_s1280">                                  <img src="/cache/referats/4727/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1033">  где <img src="/cache/referats/4727/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1034">                       (3.3)

                                        <img src="/cache/referats/4727/image023.gif" v:shapes="_x0000_i1035">

Напряжение источника питаниябудет следующим:

             <img src="/cache/referats/4727/image025.gif" v:shapes="_x0000_i1036">.         (3.4)

Нагрузочныепрямые по постоянному и переменному току приведены на рис.3.2.

Расчетпрямой по постоянному току производится по формуле:

                                           <img src="/cache/referats/4727/image027.gif" v:shapes="_x0000_i1037">                                              (3.5)

        Iк0=0:      Uкэ0=Еп=35В,

     Uкэ0=0:       Iк0= Еп/ Rк=35/50А=0.7А.

<img src="/cache/referats/4727/image028.gif" v:shapes="_x0000_s1305 _x0000_s1282 _x0000_s1283 _x0000_s1286 _x0000_s1289 _x0000_s1290 _x0000_s1292 _x0000_s1293 _x0000_s1294 _x0000_s1295">                                            I, А

<img src="/cache/referats/4727/image029.gif" v:shapes="_x0000_s1298">                                 0.88

<img src="/cache/referats/4727/image030.gif" v:shapes="_x0000_s1297">                                  0.7

                                                              R~

<img src="/cache/referats/4727/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1301"><img src="/cache/referats/4727/image032.gif" v:shapes="_x0000_s1303"><img src="/cache/referats/4727/image033.gif" v:shapes="_x0000_s1302">                                0.44

                                                           R_

<img src="/cache/referats/4727/image034.gif" v:shapes="_x0000_s1287"><img src="/cache/referats/4727/image034.gif" v:shapes="_x0000_s1285">                                                                  13                           24                 35   U, В

Рисунок 3.2– Нагрузочные прямые по постоянному и переменному току.

Расчетпрямой по переменному току производится по формулам:

<img src="/cache/referats/4727/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1038">        <img src="/cache/referats/4727/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1039">  

<img src="/cache/referats/4727/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1040">       <img src="/cache/referats/4727/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

Найдем так же мощность, рассеиваемую на транзистореи мощность потребления цепи:

<img src="/cache/referats/4727/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1042">                                                                    (3.6)

<img src="/cache/referats/4727/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1043">                                                                   (3.7)

     б) В цепи коллектора используется дроссель

     Схема каскада приведена на рис.3.3. 

Рассчитаемэнергетические параметры:

     Значения <img src="/cache/referats/4727/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1044"> не изменятся.

     Эквивалентное нагрузочное сопротивление,возникшее в предыдущем пункте, здесь будет равно сопротивлению нагрузки, т.к. <img src="/cache/referats/4727/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1045"> заменил дроссель.Тогда выходной ток будет следующим:

<img src="/cache/referats/4727/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1046">

ток в рабочей точке изменится:

<img src="/cache/referats/4727/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1047">

<img src="/cache/referats/4727/image056.jpg" v:shapes="_x0000_s1356">

Рисунок 3.3 – Схема оконечного каскада по постоянному току.

<img src="/cache/referats/4727/image057.gif" v:shapes="_x0000_s1304">Запишемзначения тока и напряжения в рабочей точке:

Uкэ0=13В

Iк0=0.22А.

Напряжение источника питания:

Еп=Uкэ0=13В.

Видно, чтонапряжение питания значительно уменьшилось. Нагрузочные прямые по постоянному ипеременному току приведены на рис. 3.4.

<img src="/cache/referats/4727/image058.gif" v:shapes="_x0000_s1338 _x0000_s1324 _x0000_s1333 _x0000_s1327 _x0000_s1328 _x0000_s1332 _x0000_s1317 _x0000_s1318 _x0000_s1319 _x0000_s1320 _x0000_s1322 _x0000_s1323 _x0000_s1325 _x0000_s1330 _x0000_s1331">                                        I, А

                              0.44                                  R_

                                         R~  

                              0.22

<img src="/cache/referats/4727/image059.gif" v:shapes="_x0000_s1321">


                                                               13                            24          U, В

Рисунок 3.4 – Нагрузочные прямые по постоянному ипеременному току.

Расчетпрямой по постоянному току:

<img src="/cache/referats/4727/image061.gif" v:shapes="_x0000_i1048">

Расчетпрямой по переменному току:

<img src="/cache/referats/4727/image063.gif" v:shapes="_x0000_i1049">        <img src="/cache/referats/4727/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1050">

 <img src="/cache/referats/4727/image066.gif" v:shapes="_x0000_i1051">       <img src="/cache/referats/4727/image068.gif" v:shapes="_x0000_i1052">

Найдем так же мощность, рассеиваемую на транзистореи мощность потребления цепи:

<img src="/cache/referats/4727/image070.gif" v:shapes="_x0000_i1053">

<img src="/cache/referats/4727/image072.gif" v:shapes="_x0000_i1054">

Сведемрезультаты расчетов в отдельную таблицу и проведем сравнительный анализ двухсхем.

Таблица 3.1- Сравнительный анализ схем

: Параметр

<img src="/cache/referats/4727/image074.gif" v:shapes="_x0000_i1055">

<img src="/cache/referats/4727/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1056">

<img src="/cache/referats/4727/image078.gif" v:shapes="_x0000_i1057">

<img src="/cache/referats/4727/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1058">

<img src="/cache/referats/4727/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1059">

схема с <img src="/cache/referats/4727/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1060">

35

5.72

15.4

0.44

13

схема без <img src="/cache/referats/4727/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1061">

13

2.86

2.86

0.22

13

Из таблицы видно, чтомощность, рассеиваемая на транзисторе и мощность потребления цепи удроссельного каскада в несколько раз меньше, чем у коллекторного, напряжениеисточника питания для него нужно небольшое, что выгодно отличает данную схему.В дальнейших расчетах она и будет использоваться.

     Выбор транзистора осуществляется исходя изтехнического задания, по которому можно определить предельные электрические ичастотные параметры требуемого транзистора. В данном случае они составляют (сучетом запаса 20%):

Iк доп > 1.2*Iк0=0.264 А

                                 Uк доп> 1.2*Uкэ0=15.6 В                            (3.8)

Рк доп > 1.2*Pрасс=3.43 Вт

            fт= (3-10)*fв=(3-10)*800 МГц.

Этимтребованиям с достаточным запасом отвечает широко распространенный транзисторКТ 939А, основные технические характеристики которого приведены ниже [5]:

Электрическиепараметры:

1.<span Times New Roman"">                     

Граничная частота коэффициента передачи тока в схемес ОЭ: <img src="/cache/referats/4727/image085.gif" v:shapes="_x0000_i1062">

2.<span Times New Roman"">                     

Постоянная времени цепи обратной связи при <img src="/cache/referats/4727/image087.gif" v:shapes="_x0000_i1063">             <img src="/cache/referats/4727/image089.gif" v:shapes="_x0000_i1064">

3.<span Times New Roman"">                     

Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ <img src="/cache/referats/4727/image091.gif" v:shapes="_x0000_i1065">

4.<span Times New Roman"">                     

Ёмкость коллекторного перехода при <img src="/cache/referats/4727/image093.gif" v:shapes="_x0000_i1066"> В <img src="/cache/referats/4727/image095.gif" v:shapes="_x0000_i1067">

Предельныеэксплуатационные данные:

1.<span Times New Roman"">                     

Постоянное напряжение коллектор-эмиттер <img src="/cache/referats/4727/image097.gif" v:shapes="_x0000_i1068">

2.<span Times New Roman"">                     

Постоянная рассеиваемая мощность коллектора <img src="/cache/referats/4727/image099.gif" v:shapes="_x0000_i1069"> Вт;

3.<span Times New Roman"">                     

Температура перехода <img src="/cache/referats/4727/image101.gif" v:shapes="_x0000_i1070">

     3.3.2. Расчет эквивалентных схемтранзистора КТ939А.

     а) Модель Джиаколетто.

МодельДжиаколетто представлена на рис.3.5[1].

<img src="/cache/referats/4727/image103.gif" v:shapes="_x0000_i1071">

Рисунок 3.5 — Эквивалентная схема Джиаколетто.

Необходимыедля расчета справочные данные:

<img src="/cache/referats/4727/image105.gif" v:shapes="_x0000_i1072">             

 <img src="/cache/referats/4727/image107.gif" v:shapes="_x0000_i1073">                   

<img src="/cache/referats/4727/image109.gif" v:shapes="_x0000_i1074">

     Найдемпри помощи постоянной времени цепи обратной связи сопротивление базовогоперехода нашего транзистора:

<img src="/cache/referats/4727/image111.gif" v:shapes="_x0000_i1075">                                   (3.9)

     Изсправочных данных мы знаем, что при <img src="/cache/referats/4727/image113.gif" v:shapes="_x0000_i1076"> <img src="/cache/referats/4727/image115.gif" v:shapes="_x0000_i1077"><img src="/cache/referats/4727/image117.gif" v:shapes="_x0000_i1078"> на 12В. Для того,чтобы свести параметры к одной системе воспользуемся формулой перехода:

<img src="/cache/referats/4727/image119.gif" v:shapes="_x0000_i1079">                           (3.10)

в нашем случае:

<img src="/cache/referats/4727/image121.gif" v:shapes="_x0000_i1080">

Теперь, зная все параметры, можно найти сопротивление:

<img src="/cache/referats/4727/image123.gif" v:shapes="_x0000_i1081"><img src="/cache/referats/4727/image125.gif" v:shapes="_x0000_i1082">

     Найдем значение коллекторной емкости врабочей точке по той же формуле перехода:

<img src="/cache/referats/4727/image127.gif" v:shapes="_x0000_i1083">

Найдем значения оставшихся элементов схемы:

<img src="/cache/referats/4727/image129.gif" v:shapes="_x0000_i1084">                                            (3.11)

где <img src="/cache/referats/4727/image131.gif" v:shapes="_x0000_i1085"> – паспортное значениестатического коэффициента передачи,

<img src="/cache/referats/4727/image133.gif" v:shapes="_x0000_i1086"> – сопротивление эмиттерногоперехода транзистора. Тогда

<img src="/cache/referats/4727/image135.gif" v:shapes="_x0000_i1087">

Емкость эмиттерного перехода: <img src="/cache/referats/4727/image137.gif" v:shapes="_x0000_i1088"><img src="/cache/referats/4727/image139.gif" v:shapes="_x0000_i1089"> – типовое значениеграничной частоты коэффициента передачи тока, взятое из паспортных данныхтранзистора.

Найдемоставшиеся параметры схемы:

<img src="/cache/referats/4727/image141.gif" v:shapes="_x0000_i1090">                                                                                   (3.12)

<img src="/cache/referats/4727/image143.gif" v:shapes="_x0000_i1091">                                                                                                    (3.13)

<img src="/cache/referats/4727/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1092">                                                                                            (3.14)

б)Однонаправленная модель.

Однонаправленная модель представлена на рис. 3.6 [1].

          Приопределении значений элементов высокочастотной модели воспользуемся паспортнымиданными транзистора:

<img src="/cache/referats/4727/image147.gif" v:shapes="_x0000_i1093">                                          (3.15)

где<img src="/cache/referats/4727/image149.gif" v:shapes="_x0000_i1094"> – входноесопротивление, <img src="/cache/referats/4727/image151.gif" v:shapes="_x0000_i1095"> – выходная емкость, <img src="/cache/referats/4727/image153.gif" v:shapes="_x0000_i1096"> – выходное сопротивление.

<img src="/cache/referats/4727/image155.gif" v:shapes="_x0000_s1358">

Рисунок 3.6 — Однонаправленная модель.

          В паспортных данных значение индуктивности не указано,воспользуемся параметрами ближайшего аналога - транзистора КТ913, поделив их на 3:

<img src="/cache/referats/4727/image157.gif" v:shapes="_x0000_i1097">

где <img src="/cache/referats/4727/image159.gif" v:shapes="_x0000_i1098"> – индуктивностивыводов базы и эмиттера.

В результате получим:

<img src="/cache/referats/4727/image161.gif" v:shapes="_x0000_i1099">

<img src="/cache/referats/4727/image163.gif" v:shapes="_x0000_i1100">

     3.3.3. Расчет схем термостабилизациирабочей точки транзистора выходного каскада.

     Схема эмиттерной термостабилизацииприведена на рис.3.7.

<img src="/cache/referats/4727/image165.jpg" v:shapes="_x0000_i1101">

Рисунок 3.7 – Схема эмиттерной термостабилизации.

Расчетноминалов элементов осуществляется исходя из заданной рабочей точки.

     Напряжение на резисторе <img src="/cache/referats/4727/image167.gif" v:shapes="_x0000_i1102"> должно быть не менее3-5 В (в расчетах возьмем 3В), чтобы стабилизация была эффективной.

<img src="/cache/referats/4727/image168.gif" v:shapes="_x0000_s1335"> Рабочая точка:

Uкэ0= 13В,

Iк0=0.22А.

Учтя это, получим:

<img src="/cache/referats/4727/image170.gif" v:shapes="_x0000_i1103"><img src="/cache/referats/4727/image172.gif" v:shapes="_x0000_i1104"><img src="/cache/referats/4727/image174.gif" v:shapes="_x0000_i1105">

<img src="/cache/referats/4727/image176.gif" v:shapes="_x0000_i1106"> и <img src="/cache/referats/4727/image178.gif" v:shapes="_x0000_i1107"> Вт                                                      (3.16)

Базовыйток будет в <img src="/cache/referats/4727/image180.gif" v:shapes="_x0000_i1108"> раз меньшеколлекторного тока:

<img src="/cache/referats/4727/image182.gif" v:shapes="_x0000_i1109">                                                                               (3.17)

аток базового делителя на порядок больше базового:

<img src="/cache/referats/4727/image184.gif" v:shapes="_x0000_i1110">                                                                                      (3.18)

Учтято, что напряжение питания будет следующим:

<img src="/cache/referats/4727/image186.gif" v:shapes="_x0000_i1111">                                                                          (3.19)

найдемзначения сопротивлений, составляющих базовый делитель:

          <img src="/cache/referats/4727/image188.gif" v:shapes="_x0000_i1112">                              (3.20)

          <img src="/cache/referats/4727/image190.gif" v:shapes="_x0000_i1113">                                                         (3.21)

     Схема активной коллекторнойтермостабилизации усилительного каскада приведена на рис.3.8 [1].

<img src="/cache/referats/4727/image192.jpg" v:shapes="_x0000_i1114">

Рисунок 3.8 – Схема активной коллекторнойтермостабилизации.

       В качестве управляемого активногосопротивления выбран маломощный транзистор КТ 361А со средним коэффициентомпередачи тока базы 50. Напряжение на сопротивлении цепи коллектора попостоянному току должно быть больше 1 В или равным ему, что и применяется вданной схеме.

Энергетическийрасчет схемы:

                         <img src="/cache/referats/4727/image194.gif" v:shapes="_x0000_i1115">                          (3.22)

Мощность,рассеиваемая на сопротивлении коллектора:

                           <img src="/cache/referats/4727/image196.gif" v:shapes="_x0000_i1116">                                                  (3.23)

      Видно, что рассеиваемая мощностьуменьшилась в три раза по сравнению с предыдущей схемой.

Рассчитаемноминалы схемы[1]:

                           <img src="/cache/referats/4727/image198.gif" v:shapes="_x0000_i1117">                     (3.24)

Номиналыреактивных элементов выбираются исходя из неравенств:

                                              <img src="/cache/referats/4727/image200.gif" v:shapes="_x0000_i1118">                                                        (3.25)

Этимтребованиям удовлетворяют следующие номиналы:

L=100 мкГн (Rн=50 Ом) и Сбл=1мкФ  (fн=300 МГц).

Схемапассивной коллекторной термостабилизации приведена на рис. 3.9

Вданной схеме напряжение на <img src="/cache/referats/4727/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1119"> должно быть 5 – 10 В.Возьмем среднее значение – 7В.

Произведемэнергетический расчет схемы:

<img src="/cache/referats/4727/image203.gif" v:shapes="_x0000_i1120">                                                                 (3.26)

Мощность,рассеиваемая на сопротивлении коллектора:

<img src="/cache/referats/4727/image205.gif" v:shapes="_x0000_i1121">                                                                   (3.27)

Видно,что при использовании данной схемы мощность будет максимальна.

<img src="/cache/referats/4727/image207.jpg" v:shapes="_x0000_s1340">


     Рисунок 3.9 – Схема пассивной коллекторнойтермостабилизации.

Рассчитаемноминалы схемы:

                           <img src="/cache/referats/4727/image209.gif" v:shapes="_x0000_i1122">                                    (3.28)

     Сравнив эти схемы видно, что и сэнергетической, и с практической точки зрения более эффективно использовать активную коллекторную термостабилизацию,которая и будет использоваться далее.

     3.3.4. Расчет выходной корректирующейцепи.

     Схема оконечного каскада с выходнойкорректирующей цепью приведена на рис.3.10.

                              <img src="/cache/referats/4727/image211.gif" v:shapes="_x0000_i1123">

Рисунок 3.10 – Схемаоконечного каскада с выходной корректирующей цепью.

     От выходного каскада усилителя требуетсяполучение максимально возможной выходной мощности в заданной полосе частот [1]Это достигается путем реализации ощущаемого сопротивления нагрузки длявнутреннего генератора транзистора равным постоянной величине во всем рабочемдиапазоне частот. Одна из возможных реализаций — включение выходной емкоститранзистора в фильтр нижних частот, используемый в качестве выходной КЦ. Расчетэлементов КЦ проводится по методике Фано, обеспечивающей максимальное согласованиев требуемой полосе частот.

     По имеющейся выходной емкости каскада(вычисленной в пункте 2.3.2) найдем параметр b3, для расчета воспользуемсятаблицей, приведенной в [1]:

                   <img src="/cache/referats/4727/image213.gif" v:shapes="_x0000_i1124">                (3.29)

     Из таблицы получим следующие значенияпараметров с учетом величины b3 (произведя округление ее внужную сторону):

C1н=b1=1.9,     L1н=b2=0.783,     C1н=b3=1.292,     S=0.292,     <img src="/cache/referats/4727/image215.gif" v:shapes="_x0000_i1125">1.605.

     Разнормируем параметры и найдем номиналыэлементов схемы:

                            <img src="/cache/referats/4727/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1126">                             (3.30)

 

     3.3.5 Расчет межкаскадной корректирующейцепи.

     Межкаскадная корректирующая цепь (МКЦ)третьего порядка представлена на рис.3.11[1].

<img src="/cache/referats/4727/image219.jpg" v:shapes="_x0000_s1339">


Рисунок 3.11 — Межкаскаднаякорректирующая цепь третьего порядка.

     Цепьтакого вида обеспечивает реализацию усилительного каскада с заданной неравномерностьюАЧХ и с заданными частотными искажениями [1]. Коэффициент передачи каскадас МКЦ описывается функцией вида:

<img src="/cache/referats/4727/image221.gif" v:shapes="_x0000_i1127">                                      (3.31)

     Функции передачи фильтров имеют такой же вид.Следовательно, данную цепь нужно рассчитывать исходя из теории фильтров.Методика расчета цепи приведена в методичке [1].

     В теориифильтров известны табулированные значения коэффициентов <img src="/cache/referats/4727/image223.gif" v:shapes="_x0000_i1134"><img src="/cache/referats/4727/image225.gif" v:shapes="_x0000_i1135"><img src="/cache/referats/4727/image227.gif" v:shapes="_x0000_i1136"> соответствующиетребуемой форме АЧХ цепи описываемой функцией вида (3.31). Значения коэффициентов <img src="/cache/referats/4727/image223.gif" v:shapes="_x0000_i1137"><img src="/cache/referats/4727/image225.gif" v:shapes="_x0000_i1138"><img src="/cache/referats/4727/image227.gif" v:shapes="_x0000_i1139">[1].Учтя заданнуюнеравномерность АЧХ (<img src="/cache/referats/4727/image229.gif" v:shapes="_x0000_i1128">найдем значения коэффициентов в нашем случае:    

<img src="/cache/referats/4727/image231.gif" v:shapes="_x0000_i1129">

     Впредоконечном и входном каскадах будем использовать менее мощный транзисторКТ996А, а не КТ939А, Данный транзистор менее мощный, его выходная емкость истатический коэффициент передачи тока меньше, что обеспечит хорошеесогласование. Необходимые для расчета параметры транзистора КТ996А таковы[5]:

<img src="/cache/referats/4727/image233.gif" v:shapes="_x0000_i1130">

<img src="/cache/referats/4727/image235.gif" v:shapes="_x0000_i1131"> при <img src="/cache/referats/4727/image237.gif" v:shapes="_x0000_i1132">

<img src="/cache/referats/4727/image239.gif" v:shapes="_x0000_i1133">

<img src="/cache/referats/4727/image241.gif" v:shapes="_x0000_i1140">

<img src="/cache/referats/4727/image243.gif" v:shapes="_x0000_i1141">

<img src="/cache/referats/4727/image245.gif" v:shapes="_x0000_i1142">

<img src="/cache/referats/4727/image247.gif" v:shapes="_x0000_i1143">

<img src="/cache/referats/4727/image249.gif" v:shapes="_x0000_i1144">

     Для расчета нормированных значенийэлементов МКЦ, обеспечивающих заданную форму АЧХ с учетом реальных значений Cвыхи Rн, следует воспользоватьсярядом формул пересчета (подробно методика изложена в методичке [1]):

     Расчет заключается в нахождении ряданормированных значений и коэффициентов, найдем нормированные значения <img src="/cache/referats/4727/image251.gif" v:shapes="_x0000_i1145">

<img src="/cache/referats/4727/image253.gif" v:shapes="_x0000_i1157">

<img src="/cache/referats/4727/image255.gif" v:shapes="_x0000_i1158">                                                                     (3.32)

<img src="/cache/referats/4727/image257.gif" v:shapes="_x0000_i1159"><img src="/cache/referats/4727/image259.gif" v:shapes="_x0000_i1160">

     Здесь <img src="/cache/referats/4727/image235.gif" v:shapes="_x0000_i1146"> и <img src="/cache/referats/4727/image247.gif" v:shapes="_x0000_i1147">  — выходноесопротивление и емкость транзистора КТ996А, а <img src="/cache/referats/4727/image261.gif" v:shapes="_x0000_i1148"> и <img src="/cache/referats/4727/image245.gif" v:shapes="_x0000_i1149">  — входноесопротивление и индуктивность транзистора КТ939А.

Врезультате получим:

          <img src="/cache/referats/4727/image263.gif" v:shapes="_x0000_i1150">

Зная это, рассчитаем следующиекоэффициенты:

<img src="/cache/referats/4727/image265.gif" v:shapes="_x0000_i1161"><

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике