Реферат: Усилитель приёмного блока широкополосного локатора
Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯРАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра радиоэлектроники изащиты информации (РЗИ)
УСИЛИТЕЛЬ ПРИЁМНОГО
БЛОКА ШИРОКОПОЛОСНОГО ЛОКАТОРА
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплинеСхемотехника и АЭУ
Студент гр. 148-3__________Воронцов С.А.
24.04.2001
Руководитель
Доцент кафедры РЗИ_____________Титов А.А.
_____________
2001
Реферат
Курсовой проект 18 с., 11 рис., 1 табл.
КОЭФФИЦИЕНТУСИЛЕНИЯ (Кu), АМПЛИТУДНОЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ (АЧХ),ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИЯ, РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЁМКОСТИ, ДРОССЕЛИ, КОМБИНИРОВАННЫЕ ОБРАТНЫЕСВЯЗИ.
Объектом проектирования является проектированиеусилителя приёмного блока широкополосного локатора.Цель работы – приобретениенавыков аналитического расчёта усилителя по заданнымк нему требованиям.Впроцессе работы производился аналитический расчёт усилителя и вариантов егоисполнения, при этом был произведён анализ различных схем термостабилизации,рассчитаны эквивалентные модели транзистора, рассмотрены варианты коллекторнойцепи транзистора.
В результате расчета был разработанширокополосный усилитель с заданными требованиями.
Полученный усилитель можетбыть использован как усилитель высокой частоты
в приёмных устройствах.
Курсовая работа выполнена втекстовом редакторе MicrosoftWord 7.0.
<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»; mso-font-kerning:14.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU; mso-bidi-language:AR-SA">
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
на курсовое проектирование по курсу “Аналоговые электронные устройства”
студент гр. 148-3 ВоронцовС.А.
Тема проекта: Усилитель приёмного блока широкополосного локатора.
Исходныеданные для проектирования аналогового устройства.
1. Диапазончастот от 100 МГц до 400МГц.
2.Допустимые частотные искажения Мн3 dB, МВ 3 dB.
3. Коэффициент усиления 15 dB.
4.Сопротивление источника сигнала 50 Ом.
5.Амплитуда напряжения на выходе 1 В.
6. Характери величина нагрузки 50 Ом.
7. Условияэксплуатации (+10 +50)ºС.
8.Дополнительные требования: согласованиеусилителя по входу и выходу.
<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»; mso-font-kerning:14.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU; mso-bidi-language:AR-SA">
Содержание
1Введение — ----------------------------- 5
2 Основнаячасть ---------------------------------------------------------------- 6
2.1 Анализисходных данных — 6
2.2 Расчётоконечного каскада ----------------------------------------------- 6
2.2.1Расчёт рабочей точки ---------------------------------------------------- 6
2.2.2Расчёт эквивалентных схем замещения транзистора ------------- 9
2.2.2.1Расчёт параметров схемы Джиаколетто — 9
2.2.2.2Расчёт однонаправленной модели транзистора ------------------ 9
2.2.3Расчёт и выбор схемы термостабилизации --------------------------10
2.2.3.1Эмитерная термостабилизация — 10
2.2.3.2Пассивная коллекторная — 11
2.2.3.3 Активнаяколлекторная — 12
3 Расчётвходного каскада по постоянному току ------------------------ 13
3.1Выбор рабочей точки ------------------------------------------------------ 13
3.2Выбор транзистора --------------------------------------------------------- 13
3.3 Расчётэквивалентной схемы транзистора------------------------------- 14
3.3.1Расчёт цепитермостабилизации-----------------------------------------14
4.1 Расчёт полосы пропускания выходногокаскада-----------------------15
4.2.Расчёт полосы пропускания входного каскада------------------------ 17
5 Расчёт ёмкостей и дросселей ---------------------------------------------18
6 Заключение --------------------------------------------------------------------20
7 Список использованныхисточников---------------------------------------- 21
<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»; mso-font-kerning:14.0pt;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:RU; mso-bidi-language:AR-SA">1 Введение
Цель работы – приобретение навыкованалитического расчёта широкополосного усилителя по заданным к немутребованиям.
Всё более широкие сферыдеятельности человека не могут обойтись без радиолокации. Следовательно, кустройствам радиолокации предъявляются всё более жёсткие требования. В первуюочередь это хорошее согласование по входу и выходу, хорошая повторяемостьхарактеристик усилителей при их производстве, без необходимости подстройки, миниатюризация.
Всеми перечисленными выше свойствамиобладают усилители с отрицательными комбинированными обратными связями [1], что достигается благодаря совместному использованиюпоследовательной местной и параллельнойобратной связи по напряжению
<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">2 Основная часть
2.1 Анализ исходных данных
Исходя из условий технического задания, наиболееоптимальным вариантом решения моей задачи будет применение комбинированнойобратной связи.[2]
Вследствие того, что у нас будут комбинированныеобратные связи, которые нам дадут хорошее согласование по входу и выходу, в нихбудет теряться 1/2 выходного напряжения, то возьмём Uвыхв 2 раза больше заданного,т.е. 2В.
2.2Расчёт оконечного каскада
2.2.1Расчёт рабочей точки
ВозьмёмUвых в 2 раза больше чемзаданное,так как часть выходной мощности теряется на ООС.[2]
Uвых=2Uвых(заданного)=2 (В)
Расчитаемвыходной ток:
Iвых=<img src="/cache/referats/4764/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">=<img src="/cache/referats/4764/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">
Расчитаемкаскады с резистором и индуктивностью в цепи коллектора:
<img src="/cache/referats/4764/image006.jpg" v:shapes="_x0000_s1099">
Расчёт резистивногокаскада при условии Rн=Rк=50(Ом)рис(2.2.1.1).
<img src="/cache/referats/4764/image008.jpg" v:shapes="_x0000_s1094">
Рисунок 2.2.1.1- Резистивный каскад Рисунок 2.2.1.2- Нагрузочные прямые.
по переменному току.
Расчитаемвыходной ток для каскада с резистором в цепи коллектора:
Iвых~=<img src="/cache/referats/4764/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1027"><img src="/cache/referats/4764/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1028">
Расчитаемток и напряжение в рабочей точке:
Uкэ0=Uвых+Uост, Uостпримем равным 2В. (2.2.1)
Iк0=Iвых~+0,1Iвых~ (2.2.2)
Uкэ0=3 (В)
Iк0=0,088 (А)
Расчитаемвыходную мощность:
Pвых=<img src="/cache/referats/4764/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1029"><img src="/cache/referats/4764/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1030">0,04 (Вт)
Напряжениепитания тогда будет:
Eп=Uкэ0+URк=Uкэ0+Iк0<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×
Rк=7,4 (В)Найдём потребляемую и рассеиваемую мощность: u^2/2R
Pрасс=Uкэ0<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×
Iк0=0,264(Вт)Рпотр=Eп<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×
Iк0=0,651(Вт) <img src="/cache/referats/4764/image018.jpg" v:shapes="_x0000_s1100">
Для того чтобы большемощности шло в нагрузку, в цепь коллектора включаем дроссель.[2]
<img src="/cache/referats/4764/image020.jpg" v:shapes="_x0000_s1107">
Расчёт каскада приусловии что в цепь коллектора включен Lкрис(2.2.1.3).
Рисунок2.2.1.3- Индуктивный каскад Рисунок 2.2.1.4- Нагрузочные прямые.
по переменномутоку.
Расчитаемвыходной ток для каскада с индуктивностью в цепи коллектора:
Iвых=<img src="/cache/referats/4764/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1031"> =<img src="/cache/referats/4764/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1032">
По формулам (2.2.1) и (2.2.2) расчитаем рабочуюточку.
Uкэ0=3 (В)
Iк0=0,044 (А)
Найдём напряжение питания, выходную, потребляемуюи рассеиваемую мощность:
Pвых=<img src="/cache/referats/4764/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1033">=<img src="/cache/referats/4764/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1034">0,04 (Вт)
Eп=Uкэ0=3 (В) u^2/2R
Рк расс=Uкэ0<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">×
Iк0=0,132(Вт)Рпотр=Eп<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×
Iк0=0,132 (Вт)Еп,(В)
Ррасс,(Вт)
Рпотр,(Вт)
Iк0,(А)
С Rк
7,4
0,264
0,651
0,088
С Lк
3
0,132
0,132
0,044
Таблица2.2.1.1- Характеристики вариантов схем коллекторной цепи
Изэнергетического расчёта усилителя видно, что целесообразнее использовать каскадс индуктивностью в цепи коллектора.
Выбортранзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров:
1.<span Times New Roman"">
граничной частоты усиления транзистора по току всхеме с ОЭ<img src="/cache/referats/4764/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1035">;
2.<span Times New Roman"">
предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер<img src="/cache/referats/4764/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1036">
3.<span Times New Roman"">
предельно допустимого тока коллектора<img src="/cache/referats/4764/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1037">
4.<span Times New Roman"">
предельной мощности, рассеиваемой на коллекторе<img src="/cache/referats/4764/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1038">
Этимтребованиям полностью соответствует транзистор КТ996А. Его основные техническиехарактеристики приведены ниже.
Электрическиепараметры:
1.<span Times New Roman"">
Граничная частота коэффициента передачи тока в схемес ОЭ <img src="/cache/referats/4764/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1039">2.<span Times New Roman"">
Постоянная времени цепи обратной связи <img src="/cache/referats/4764/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1040">3.<span Times New Roman"">
Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ <img src="/cache/referats/4764/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1041">4.<span Times New Roman"">
Ёмкость коллекторного перехода при <img src="/cache/referats/4764/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1042"> В <img src="/cache/referats/4764/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1043">5.<span Times New Roman"">
Индуктивность вывода базы <img src="/cache/referats/4764/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1044">6.<span Times New Roman"">
Индуктивность вывода эмиттера <img src="/cache/referats/4764/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1045">Предельныеэксплуатационные данные:
1.<span Times New Roman"">
Постоянное напряжение коллектор-эмиттер <img src="/cache/referats/4764/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1046">2.<span Times New Roman"">
Постоянный ток коллектора <img src="/cache/referats/4764/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1047">3. Постоянная рассеиваемая мощностьколлектора <img src="/cache/referats/4764/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1048"> Вт;
2.2.2Расчёт эквивалентных схем замещения транзистора.
<img src="/cache/referats/4764/image054.jpg" v:shapes="_x0000_s1101">
2.2.2.1Расчётпараметров схемы Джиаколетто.
Рисунок 2.2.2.1.1- Эквивалентная схемабиполярного
транзистора(схема Джиаколетто).
Найдёмпараметры всех элементов схемы:[2]
Пересчитаемёмкость коллектора из паспортной: Ск(треб)=Ск(пасп)*<img src="/cache/referats/4764/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1049"><span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×
<img src="/cache/referats/4764/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1050">Найдём gб=<img src="/cache/referats/4764/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1051"> rб= <img src="/cache/referats/4764/image062.gif" v:shapes="_x0000_i1052">:
rб= <img src="/cache/referats/4764/image062.gif" v:shapes="_x0000_i1053">; gб=<img src="/cache/referats/4764/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1054">=0,347(Cм);
Длянахождения rэ воспользуемся формулойrэ=<img src="/cache/referats/4764/image064.gif" v:shapes="_x0000_i1055">Iк0в мА:
rэ=<img src="/cache/referats/4764/image064.gif" v:shapes="_x0000_i1056"> =1,043 (Ом);
Найдём оставшиеся элементы схемы
gбэ=<img src="/cache/referats/4764/image066.gif" v:shapes="_x0000_i1057">0=55 по справочнику;
Cэ=<img src="/cache/referats/4764/image068.gif" v:shapes="_x0000_i1058">fТ=5000Мгцпо справочнику;
Ri= <img src="/cache/referats/4764/image070.gif" v:shapes="_x0000_i1059">Ом), gi=0.01(См),где Uкэ(доп)=20В Iко(доп)=200мА.
2.2.2.2Расчёт однонаправленной модели транзистора.
<img src="/cache/referats/4764/image072.jpg" v:shapes="_x0000_s1102">
Данная модель применяется в области высоких частот.
Рисунок 2.2.2.2.1- Однонаправленная модельтранзистора.
Параметрыэквивалентной схемы расчитываются по приведённым ниже формулам.[2]
Входнаяиндуктивность:
<img src="/cache/referats/4764/image074.gif" v:shapes="_x0000_i1060">, (2.2.2.1)
где <img src="/cache/referats/4764/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1061">
Входноесопротивление:
<img src="/cache/referats/4764/image078.gif" v:shapes="_x0000_i1062"> (2.2.2.2)
где <img src="/cache/referats/4764/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1063"><img src="/cache/referats/4764/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1064"><img src="/cache/referats/4764/image084.gif" v:shapes="_x0000_i1065"><img src="/cache/referats/4764/image086.gif" v:shapes="_x0000_i1066"> – справочные данные.
Выходноесопротивление:
<img src="/cache/referats/4764/image088.gif" v:shapes="_x0000_i1067">. (2.2.2.3)
Выходнаяёмкость:
<img src="/cache/referats/4764/image090.gif" v:shapes="_x0000_i1068"> (2.2.2.4)
Всоответствие с этими формулами получаем следующие значения элементов эквивалентнойсхемы:
Lвх=Lб+Lэ=1+0,183=1,183 (нГн);
Rвх=rб=2,875 (Ом);
Rвых=Ri=100(Ом);
Свых=Ск(треб)=2,92 (пФ);
fmax=fт=5 (ГГц)
2.2.3 Расчёт и выбор схемы термостабилизации.
2.2.3.1 Эмитерная термостабилизация.
<img src="/cache/referats/4764/image092.jpg" v:shapes="_x0000_s1095">
Эмитерная термостабилизация широкоиспользуется в маломощных каскадах, так как потери мощности в ней при этом незначительны и её простота исполнения вполне их компенсирует, а также она хорошостабилизирует ток коллектора в широком диапазоне температур при напряжении наэмиттере более 3В.[1]
Рисунок2.2.3.1.1- Каскад с эмитерной термостабилизацией.
Рассчитаемпараметры элементов данной схемы.
Uэ=4(В);
Eп=Uкэ0+Uэ=7(В);
Rэ=<img src="/cache/referats/4764/image094.gif" v:shapes="_x0000_i1069"> =<img src="/cache/referats/4764/image096.gif" v:shapes="_x0000_i1070">
Rб1=<img src="/cache/referats/4764/image098.gif" v:shapes="_x0000_i1071">Iд=10<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×
Iб, Iб=<img src="/cache/referats/4764/image100.gif" v:shapes="_x0000_i1072">Iд=10<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×<img src="/cache/referats/4764/image101.gif" v:shapes="_x0000_i1073"> =10<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×<img src="/cache/referats/4764/image103.gif" v:shapes="_x0000_i1074">08 (А);Rб1=<img src="/cache/referats/4764/image105.gif" v:shapes="_x0000_i1075">1(Ом);
Rб2=<img src="/cache/referats/4764/image107.gif" v:shapes="_x0000_i1076"> =534,1(Ом).
Нарядус эмитерной термостабилизацией используются пассивная и активная коллекторнаятермостабилизации.[1]
2.2.3.2Пассивнаяколлекторная термостабилизация:
Ток базы определяется Rб. При увеличении тока коллектора напряжение в точке А падает иследовательно уменьшается ток базы, а это не даёт увеличиваться дальше токуколлектора. Но чтобы стал изменяться ток базы, напряжение в точке А должноизмениться на 10-20%, то есть Rкдолжно быть очень велико, что оправдывается тольков маломощных каскадах[1].
<img src="/cache/referats/4764/image109.jpg" v:shapes="_x0000_s1089">
Рисунок 2.2.3.2.1- Схема пассивной коллекторной термостабилизации
Rк=<img src="/cache/referats/4764/image111.gif" v:shapes="_x0000_i1077">.1(Ом);
URк=7 (В);
Eп=Uкэ0+URк=10(В);
Iб=<img src="/cache/referats/4764/image100.gif" v:shapes="_x0000_i1078">;
Rб=<img src="/cache/referats/4764/image113.gif" v:shapes="_x0000_i1079"> =2875 (Ом).
2.2.3.3 Активная коллекторнаятермостабилизация.
Можносделать чтобы Rбзависило отнапряжения в точке А см. рис.(2.2.3.2.1). Получим что при незначительномуменьшении (увеличении) тока коллектора значительно увеличится (уменьшится) токбазы. И вместо большого Rкможно поставить меньшее на котором бы падало порядка 1В см.рис.(2.2.3.3.1).[1]
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b
<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">2=100;Rк=<img src="/cache/referats/4764/image115.gif" v:shapes="_x0000_i1080"><img src="/cache/referats/4764/image117.gif" v:shapes="_x0000_i1081">,73(Ом);
Eп=Uкэ0+UR=4(В);
Iд2=10<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×
Iб2=10<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×<img src="/cache/referats/4764/image119.gif" v:shapes="_x0000_i1082">R3=<img src="/cache/referats/4764/image121.gif" v:shapes="_x0000_i1083">,75(кОм);
R1=<img src="/cache/referats/4764/image123.gif" v:shapes="_x0000_i1084">
R2=<img src="/cache/referats/4764/image125.gif" v:shapes="_x0000_i1085">=4.75(кОм).
<img src="/cache/referats/4764/image127.jpg" v:shapes="_x0000_s1088">
Рисунок 2.2.3.3.1- Активная коллекторная термостабилизация.
Данная схема требует значительное количество дополнительных элементов, втом числе и активных. Если Сфутратит свои свойства, то каскадсамовозбудится и будет не усиливать, а генерировать.Основываясь на проведённомвыше анализе схем термостабилизации выберем эмитерную.
3 Расчёт входного каскада попостоянному току
3.1 Выборрабочей точки
Прирасчёте требуемого режима транзистора промежуточных и входного каскадов попостоянному току следует ориентироваться на соотношения, приведённые в пункте2.2.1 с учётом того, что <img src="/cache/referats/4764/image129.gif" v:shapes="_x0000_i1086"> заменяется на входноесопротивление последующего каскада. Но, при малосигнальном режиме, за основуможно брать типовой режим транзистора (обычно для маломощных ВЧ и СВЧтранзисторов <img src="/cache/referats/4764/image131.gif" v:shapes="_x0000_i1087"> мА и <img src="/cache/referats/4764/image133.gif" v:shapes="_x0000_i1088"><img src="/cache/referats/4764/image135.gif" v:shapes="_x0000_i1089"><img src="/cache/referats/4764/image137.gif" v:shapes="_x0000_i1090"><img src="/cache/referats/4764/image139.gif" v:shapes="_x0000_i1091">
3.2 Выбортранзистора
Выбортранзистора осуществляется в соответствии с требованиями, приведенными в пункте2.2.1. Этим требованиям отвечает транзистор КТ3115А-2. Его основные техническиехарактеристики приведены ниже.
Электрическиепараметры:
1.<span Times New Roman"">
граничная частота коэффициента передачи тока в схемес ОЭ <img src="/cache/referats/4764/image141.gif" v:shapes="_x0000_i1092">2.<span Times New Roman"">
Постоянная времени цепи обратной связи <img src="/cache/referats/4764/image143.gif" v:shapes="_x0000_i1093">3.<span Times New Roman"">
Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ <img src="/cache/referats/4764/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1094">4.<span Times New Roman"">
Ёмкость коллекторного перехода при <img src="/cache/referats/4764/image147.gif" v:shapes="_x0000_i1095"><img src="/cache/referats/4764/image149.gif" v:shapes="_x0000_i1096">5.<span Times New Roman"">
Индуктивность вывода базы <img src="/cache/referats/4764/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1097">6.<span Times New Roman"">
Индуктивность вывода эмиттера <img src="/cache/referats/4764/image151.gif" v:shapes="_x0000_i1098">7.<span Times New Roman"">
Ёмкость эмиттерного перехода <img src="/cache/referats/4764/image153.gif" v:shapes="_x0000_i1099">Предельныеэксплуатационные данные:
1.<span Times New Roman"">
Постоянное напряжение коллектор-эмиттер <img src="/cache/referats/4764/image155.gif" v:shapes="_x0000_i1100">2.<span Times New Roman"">
Постоянный ток коллектора <img src="/cache/referats/4764/image157.gif" v:shapes="_x0000_i1101">3.<span Times New Roman"">
Постоянная рассеиваемая мощность коллектора <img src="/cache/referats/4764/image159.gif" v:shapes="_x0000_i1102"> Вт;3.3Расчёт эквивалентной схемы транзистора
Эквивалентнаясхема имеет тот же вид, что и схема представленная на рисунке 2.2.2.2.1 Расчёт её элементов производитсяпо формулам, приведённым в пункте 2.2.2.1
<img src="/cache/referats/4764/image161.gif" v:shapes="_x0000_i1103">
<img src="/cache/referats/4764/image163.gif" v:shapes="_x0000_i1104">
<img src="/cache/referats/4764/image165.gif" v:shapes="_x0000_i1105">
<img src="/cache/referats/4764/image167.gif" v:shapes="_x0000_i1106">
<img src="/cache/referats/4764/image169.gif" v:shapes="_x0000_i1107">
<img src="/cache/referats/4764/image171.gif" v:shapes="_x0000_i1108">
3.3Расчёт цепи термостабилизации
Длявходного каскада также выбрана эмиттерная термостабилизация, схема которойприведена на рисунке 3.3.1.
<img src="/cache/referats/4764/image173.jpg" v:shapes="_x0000_i1109">
Рисунок3.3.1
Методрасчёта схемы идентичен приведённому в пункте 2.2.3.1с тойлишь особенностью что присутствует, как видно из рисунка, сопротивление в цепиколлектора <img src="/cache/referats/4764/image175.gif" v:shapes="_x0000_i1110"><img src="/cache/referats/4764/image177.gif" v:shapes="_x0000_i1111"><img src="/cache/referats/4764/image179.gif" v:shapes="_x0000_i1112"> мА. Напряжение питаниярассчитывается по формуле <img src="/cache/referats/4764/image181.gif" v:shapes="_x0000_i1113">
Расчитываяэлементы получим:
<img src="/cache/referats/4764/image183.gif" v:shapes="_x0000_i1114">
<img src="/cache/referats/4764/image185.gif" v:shapes="_x0000_i1115">
<img src="/cache/referats/4764/image187.gif" v:shapes="_x0000_i1116">кОм;
4.1 Расчет полосы пропускания выходногокаскада
Поскольку мы будемиспользовать комбинированные обратные [1], то все соответствующиеэлементы схемы будут одинаковы, т.е. по сути дела расчёт всего усилителя сводитсяк расчёту одного каскада.
<img src="/cache/referats/4764/image189.gif" v:shapes="_x0000_i1117">
Рисунок2.3.1 — Схема каскада с комбинированной ООС
Достоинствомсхемы является то, что при условиях
<img src="/cache/referats/4764/image191.gif" v:shapes="_x0000_i1118"> и <img src="/cache/referats/4764/image193.gif" v:shapes="_x0000_i1119"> (4.1.1)
схемаоказывается согласованной по входу и выходу с КСВН не более 1,3 в диапазоне частот,где выполняется условие <img src="/cache/referats/4764/image195.gif" v:shapes="_x0000_i1120"><span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">³
0,7.Поэтому практически отсутствует взаимное влияние каскадов друг на друга при ихкаскадировании [6].Привыполнении условия (1.53), коэффициент усиления каскада в области верхнихчастот описывается выражением:
<img src="/cache/referats/4764/image197.gif" v:shapes="_x0000_i1121"> (4.1.2)
где <img src="/cache/referats/4764/image199.gif" v:shapes="_x0000_i1122"> (4.1.3)
<img src="/cache/referats/4764/image201.gif" v:shapes="_x0000_i1123">
<img src="/cache/referats/4764/image203.gif" v:shapes="_x0000_i1124">
Из(2.3.1), (2.3.3) не трудно получить, что при заданном значении <img src="/cache/referats/4764/image205.gif" v:shapes="_x0000_i1125">
<img src="/cache/referats/4764/image207.gif" v:shapes="_x0000_i1126"> (4.1.4)
Призаданном значении <img src="/cache/referats/4764/image195.gif" v:shapes="_x0000_i1127"><img src="/cache/referats/4764/image209.gif" v:shapes="_x0000_i1128"> каскада равна:
<img src="/cache/referats/4764/image211.gif" v:shapes="_x0000_i1129"> (4.1.5)
где <img src="/cache/referats/4764/image213.gif" v:shapes="_x0000_i1141">
НагружающиеООС уменьшают максимальную амплитуду выходного сигнала <img src="/cache/referats/4764/image215.gif" v:shapes="_x0000_i1142"> каскада, в котором онииспользуются на величину
<img src="/cache/referats/4764/image217.gif" v:shapes="_x0000_i1143">
При выборе <img src="/cache/referats/4764/image219.gif" v:shapes="_x0000_i1144"> и <img src="/cache/referats/4764/image221.gif" v:shapes="_x0000_i1145"> из (4.1.3), ощущаемоесопротивление нагрузки транзистора каскада с комбинированной ООС равно <img src="/cache/referats/4764/image223.gif" v:shapes="_x0000_i1146">
Расчёт Kо:
Для реализации усилителя используем четыре каскада.В этом случае коэффициент усиления на один каскад будет составлять:
Ко=<img src="/cache/referats/4764/image225.gif" v:shapes="_x0000_i1130">4.5дБ или 1.6 раза
15/4 <img src="/cache/referats/4764/image227.gif" v:shapes="_x0000_i1131"> (Ом);
Rэ=<img src="/cache/referats/4764/image229.gif" v:shapes="_x0000_i1132"> (Ом);
<img src="/cache/referats/4764/image231.gif" v:shapes="_x0000_i1133">;
<img src="/cache/referats/4764/image233.gif" v:shapes="_x0000_i1134">;
Общий уровень частотных искаженийравен 3 дБ, то Yв дляодного каскада примем равным:
<img src="/cache/referats/4764/image235.gif" v:shapes="_x0000_i1135">
<img src="/cache/referats/4764/image237.gif" v:shapes="_x0000_i1136">;
<img src="/cache/referats/4764/image239.gif" v:shapes="_x0000_s1130">
Подставляя все данныев (4.1.5) находим fв:
<img src="/cache/referats/4764/image241.jpg" v:shapes="_x0000_s1104">
Рисунок 4.1.1-Усилитель приёмного блока широкополосного локатора на четырёх каскадах.
4.2. Расчёт полосы пропускания входногокаскада
Всерасчёты ведутся таким же образом, как и в пункте 4.1 с той лишь разницей чтоберутся данные для транзистора КТ3115А-2.Этот транзистор является маломощным,
темсамым, применив его в первых трёх каскадах, где уровень выходного сигнала небольшой,мы добьемся меньших потерь мощности.
<img src="/cache/referats/4764/image227.gif" v:shapes="_x0000_i1137"> (Ом);
Rэ=<img src="/cache/referats/4764/image229.gif" v:shapes="_x0000_i1138"> (Ом);
<img src="/cache/referats/4764/image243.gif" v:shapes="_x0000_i1139">;
<img src="/cache/referats/4764/image245.gif" v:shapes="_x0000_i1140">;
Так каr в усилителе 4 каскада иобщий уровень частотных искажений равен 3 дБ, то Yв для одного каскада примем равным:
<img src="/cache/referats/4764/image235.gif" v:shapes="_x0000_i1147">
<img src="/cache/referats/4764/image237.gif" v:shapes="_x0000_i1148">;
Подставляя все данные в (4.1.5) находим fв:
<img src="/cache/referats/4764/image247.gif" v:shapes="_x0000_s1131">
<img src="/cache/referats/4764/image249.gif" v:shapes="_x0000_i1149">
Все требования к усилителю выполнены
5 Расчёт ёмкостей и дросселей.
Проводимый ниже расчёт основан на [2].
<img src="/cache/referats/4764/image251.gif" v:shapes="_x0000_i1150"><img src="/cache/referats/4764/image253.gif" v:shapes="_x0000_i1151"><img src="/cache/referats/4764/image255.gif" v:shapes="_x0000_i1152"> (нФ);
<img src="/cache/referats/4764/image257.gif" v:shapes="_x0000_i1153"><img src="/cache/referats/4764/image259.gif" v:shapes="_x0000_i1154"><img src="/cache/referats/4764/image261.gif" v:shapes="_x0000_i1155"> (мкГн);
Нанижних частотах неравномерность АЧХ обусловлена ёмкостями Сри Сэ, поэтому пусть 1,5 dB вносятСри столько жеСэ.
<img src="/cache/referats/4764/image263.gif" v:shapes="_x0000_i1156"> , где (5.1)
R1и R2сопротивления соответственнослева и справа от Ср
Yндопустимые искажениявносимые одной ёмкостью.
<img src="/cache/referats/4764/image265.gif" v:shapes="_x0000_i1157"> (dB),<img src="/cache/referats/4764/image267.gif" v:shapes="_x0000_i1158"> (раз), для Ср1и <img src="/cache/referats/4764/image269.gif" v:shapes="_x0000_i1159"> (раз), для Сэ.
R1=Rвых(каскада), R2=Rвх(каскада)=Rн=50 (Ом), для Ср1(межкаскадной),
R1=Rг=Rвых(3-го каскада)=50 (Ом), R2=Rвх(каскада)=Rн=50 (Ом), для Ср2,
<img src="/cache/referats/4764/image271.gif" v:shapes="_x0000_i1160">
<img src="/cache/referats/4764/image273.gif" v:shapes="_x0000_i1161"><img src="/cache/referats/4764/image275.gif" v:shapes="_x0000_i1162">
<img src="/cache/referats/4764/image277.gif" v:shapes="_x0000_i1163">
<img src="/cache/referats/4764/image279.gif" v:shapes="_x0000_i1164"> (Ом),
Поформуле (2.4.1) рассчитаем Ср.
<img src="/cache/referats/4764/image281.gif" v:shapes="_x0000_i1165"> (пФ),
<img src="/cache/referats/4764/image283.gif" v:shapes="_x0000_i1166"> (пФ),
<img src="/cache/referats/4764/image285.gif" v: