Реферат: Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Министерство образования Российской Федерации

ТОМСКИЙУНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ ИРАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

(ТУСУР)

Кафедрарадиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)

 

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Пояснительная записка ккурсовому

проекту по дисциплине«Схемотехника аналоговых электронных устройств»

Выполнил

студент гр.148-3

______Галимов М.Р.

Проверил

преподаватель каф. РЗИ

______Титов А.А.

2001

РЕФЕРАТ

Курсоваяработа 32с., 12рис., 5 источников, 1 приложение.

УСИЛИТЕЛЬ,ТРАНЗИСТОР, АЧХ, НЕРАВНОМЕРНОСТЬ АЧХ, КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ, РАБОЧИЙ ДИАПАЗОНЧАСТОТ, ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИЯ, МОЩНОСТЬ, КОРРЕКТИРУЮЩАЯ ЦЕПЬ, НОРМИРОВАННАЯВЕЛИЧИНА.

В даннойкурсовой работе основной задачей является расчёт транзисторных усилителей,используя методические указания.

Цельработы- на конкретном примере научиться расчитывать усилители на транзисторах,используя при этом разные варианты схемных решений.

Пояснительнаязаписка выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 7.0.

1.Техническое задание

Усилительдолжен отвечать следующим требованиям:

1.       Рабочаяполоса частот: 49-100 МГц

2.       Линейныеискажения

в областинижних частот не более 2 дБ

в областиверхних частот не более 2 дБ

3.       Коэффициентусиления 15 дБ

4.       Мощностьвыходного сигнала Pвых=10 Вт

5.       Сопротивлениеисточника сигнала и нагрузки Rг=Rн=75 Ом

Содержание

1.Техническоезадание......................................................................3

2.Введение..........................................................................................5

3.Расчётнаячасть…...........................................................................6

3.1Определение числа каскадов ............................................…..6

3.2Распределение линейных искажений в области ВЧ ........….6

3.3Расчёт выходного каскада……………………………............6

3.3.1Выбор рабочей точки..................................................6

3.3.2Выбор транзистора......................................................9

3.3.3Расчёт эквивалентной схемы

транзистора ………………………………...........…..10

3.3.4Расчёт цепей термостабилизации……………..….....12

3.3.5Расчёт корректирующих цепей………………….….15

3.3.5.1Выходная корректирующая цепь……………..…..15

3.3.5.2Расчёт МКЦ……………………………………..….16

3.4Расчёт предоконечного каскада……………………........…...18

3.4.1Выбор рабочей точки……………………….........…..18

3.4.2Выбор транзистора…………………………...........…19

3.4.3Расчёт эквивалентной схемы

транзистора………………………………….........…..19

3.4.4Расчёт цепей термостабилизации.………….........….20

          3.4.5 Расчёт МКЦ………….……………………..........…....20

3.5Расчёт входного каскада……………………………......….….22

3.5.1Выбор рабочей точки………………………......….…22

3.5.2Выбор транзистора ...…….…………………..........…23

3.5.3Расчёт цепей термостабилизации………….........…..23

3.5.4Расчёт входной корректирующей цепи………….…23

3.6Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей…………………………………………….............…25

4Заключение……………………………….……………….…..29

Списокиспользуемой литературы…………….………………30

ПриложениеА.Схема электрическая принципиальная……...31

Переченьэлементов……………………………………….……32

2.Введение

В даннойкурсовой работе требуется рассчитать усилитель мощности для 1-5 каналов TV.Этот усилитель предназначен для усиления сигнала на передающей станции, чтонеобходимо для нормальной работы TV-приёмника, которого обслуживает этастанция. Так как мощность у него средняя (10 Вт), то применяется онсоответственно на небольшие расстояния(в районе деревни, небольшого города).Вкачестве источника усиливаемого сигнала может служить видеомагнитофон, сигналпринятый антенной ДМВ и преобразованный в МВ диапазон. Так как усиливаемыйсигнал несёт информацию об изображении, то для получения хорошего качестваизображения на TV-приёмнике на усилитель налагаются следующие требования:равномерное усиление во всём  рабочем диапазоне частот; должен иметь большуюмощность, что бы каждый приёмник, находящийся в зоне обслуживания этой станции,мог без помех просматривать вещаемые ей передачи. С экономической точки зрениядолжен обладать максимальным КПД.

Наиболееэффективное достижение требуемой мощности даёт использование мощного ВЧтрансформатора, который задаёт такой режим работы транзистора, при котором ондаёт максимальную мощность. Для коррекции АЧХ усилителя используются разныеприёмы: введение отрицательных обратных связей, применение межкаскадныхкорректирующих цепей. Так как проектируемый усилитель является усилителеммощности то введение ОС влечёт за собой потерю мощности в цепях ОС что снижаетКПД и следовательно применять её в данном усилителе не целесообразно.Применение межкаскадных корректирующих цепей (МКЦ), значительно повышает КПД. Вданном усилителе используется МКЦ 3-го порядка, так как она обладает хорошимичастотными свойствами.

3. Расчётнаячасть

3.1Определение числа каскадов.

Привыборе числа каскадов примем во внимание то, что у мощного усилителя одинкаскад с общим эмиттером позволяет получать усиление до 6 дБ, а так как нужнополучить 15 дБ оптимальное число каскадов данного усилителя равно трём, тогда,в общем, усилитель будет иметь коэффициент усиления  18 дБ (запас 3 дБ). 

3.2Распределение линейных искажений в области ВЧ

Расчётусилителя будем проводить исходя из того, что искажения распределены междукаскадами равномерно. Как было определено ранее, количество каскадовпроектируемого усилителя равно трём, а неравномерность усилителя по заданию недоложна превышать 2дБ. Следовательно, на каждый каскад приходится по 0,7 дБ.

3.3         Расчётвыходного каскада

3.3.1Выбор рабочей точки

Длярасчёта рабочей точки следует найти исходный параметр Uвых, которыйопределяется по формулам:

/>                                                             (3.3.1)

/>    (3.3.2)

Так каквыходное напряжение имеет большую величину между нагрузкой и выходнымтранзистором необходимо установить трансформатор импедансов на длинных линиях скоэффициентом трансформации 1/9 [1]. Тогда исходные параметры примут следующиезначения :

/>

/>

/>                                         (3.3.3)

Придальнейшем расчете, нужно выбрать по какой схеме будет выполнен каскад: сдроссельной или резистивной нагрузкой. Рассмотрим обе схемы и выберем ту,которую наиболее целесообразно применить.

А) Расчёткаскада с резистивной нагрузкой:

Схемарезистивного каскада  по переменному току представлена на рисунке 3.3.1

/>

Рисунок3.3.1 Схема каскада с резистивной нагрузкой по переменному току

Так какнагрузкой каскада по переменному току является резистор, включенный в цепьколлектора — Rк и Rн, при чём Rк выбираетсяравный Rн, то эквивалентное сопротивление — Rэкв, накоторое работает транзистор, будет равным Rн/2.  Тогда:

/>=3.25(А)            (3.3.4)

/>                   (3.3.5)

   />                                   (3.3.6)

где /> - остаточноенапряжение на коллекторе и равно 2 В, тогда: />

Напряжениепитания выбирается равным /> плюс напряжение которое падает на />:

/>

Построимнагрузочные прямые по постоянному и переменному току. Они приведены на рисунке3.3.2.

                                           I, А

                                 8.2

                                 5.5

                                                              R~

                                3.6

                                                           R_

                                                                  15                           30                 50   U, В

Рисунок3.3.2. Нагрузочные прямые по постоянному и переменному току.

Произведёмрассчёт мощностей: потребляемой и рассеиваемой на коллекторе, используяследующие формулы:

/>        (3.3.7)

/>                (3.3.8) 

Б) Расчётдроссельного каскада:

Схемадроссельного каскада по переменному току представлена на рисунке 3.3.3.

/>

Рисунок3.3.3. Схема дросельного каскада.

Вдроссельном каскаде нагрузкой по переменному току является непосредственнонагрузочное сопртивление Rн.:

/>                                       

Подставляяполученные значения в формулы (3.3.4)-(3.3.6), получим:

/>   

/>

/>

Построимнагрузочные прямые по постоянному и переменному току. Они представлены нарисунке 3.3.4.

                                       I, А

                                                               R_

                                        R~  

                             1.8

                                                               15                             28         U,В

Рисунок3.3.4 — Нагрузочные прямые по постоянному и переменному току.

Произведёмрасчёт мощности по формулам (3.3.7), (3.3.8) :

/>

/>

Анализируяполученные результаты можно прийти к выводу, что целесообразней использоватьдроссельный каскад, так как значительно  снижаются потребляемая  мощность ивеличина питающего напряжения.

3.3.2Выбор транзистора

Выбортранзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров[2]:

1.            граничнойчастоты усиления транзистора по току в схеме с ОЭ

/>;

2.          предельнодопустимого напряжения коллектор-эмиттер

/>;

6.            предельнодопустимого тока коллектора

/>;

4.            предельноймощности, рассеиваемой на коллекторе

/>.

Этимтребованиям полностью соответствует транзистор КТ930Б. Его основные техническиехарактеристики взяты из справочника [3] и приведены ниже.

Электрическиепараметры:

1.            Граничнаячастота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ />МГц;

2.            Постояннаявремени цепи обратной связи  при /> В />пс;

3.            Статическийкоэффициент передачи тока в схеме с ОЭ />;

4.            Ёмкостьколлекторного перехода при /> В />пФ;

5.            Индуктивностьвывода базы />нГн;

6.            Индуктивностьвывода эмиттера />нГн.

Предельныеэксплуатационные данные:

1.            Постоянноенапряжение коллектор-эмиттер />В;

2.            Постоянныйток коллектора />А;

3.            Постояннаярассеиваемая мощность коллектора /> Вт;

3.3.3Расчёт эквивалентной схемы транзистора

Существуетмного разных моделей транзистора. В данной работе произведён расчёт моделей:схемы Джиаколетто и однонаправленной модели на ВЧ.

А)  Расчёт схемы Джиакалетто:

СхемаДжиакалетто представлена на рисунке 3.3.5.

/>

Рисунок3.3.5 Схема Джиакалетто.

Найдемпри помощи постоянной времени цепи обратной связи сопротивление базовогоперехода по формуле:

/>/>                                     (3.3.9)

     Причём /> и /> доложны бытьизмерены при одном напряжении Uкэ. А так как справочные данные приведены приразных напряжниях, необходимо воспользоваться формулой, которая позволяетвычислить /> прилюбом значении напряжения Uкэ:   

/>,                             (3.3.10)

в нашемслучае:

/>

Подставимполученное значение в формулу (3.3.9):

/>, тогда />

   Используя формулу (3.3.10), найдем значение коллекторной емкости в рабочейточке :

/>

Найдемзначения остальных элементов схемы:

/>,                                                           (3.3.11)

     где

/>           (3.3.12)

— сопротивление эмиттеного перехода транзистора. Тогда: />

Емкостьэмиттерного перехода: />

Выходноесопротивление транзистора:

/>                                                                                   (3.3.13)

/>                                                                          (3.3.14)

/>                                         (3.3.15)

Б) Расчётоднонаправленной модели на ВЧ:

Схемаоднонаправленной модели на ВЧ представлена на рисунке 3.3.6. Описание этой моделиможно найти в журнале [4].

/>

Рисунок3.3.6 Схема однонаправленной модели на ВЧ

Параметрыэквивалентной схемы рассчитываются по приведённым ниже формулам.

Входная индуктивность:

/>,                 (3.3.16)                                                               

где />-индуктивностивыводов базы и эмиттера, которые берутся из справочных данных.

Входноесопротивление:

/>,                                              (3.3.17)                                                                                  

Выходноесопротивление имеет такое же значение, как и в схеме Джиакалетто:

/>.                                                                                 

Выходнаяёмкость- это значение ёмкости  /> вычисленное в рабочей точке:

/>.                                                       

3.3.4Расчёт цепей термостабилизации

Прирасчёте цепей термостабилизации нужно для начала выбрать вариант схемы.Существует несколько вариантов схем термостабилизации: пассивная коллекторная,активная коллекторная и эмиттерная. Их использование зависит от мощностикаскада и от того, насколько жёсткие требования к термостабильности. В даннойработе рассмотрены две схемы: эмиттерная и активная коллекторная стабилизации. 

      3.3.4.1 Эмиттерная термостабилизация

Эмиттернаястабилизация применяется в основном в маломощных каскадах, и получила наиболееширокое распространение. Схема эмиттерной термостабилизации приведена нарисунке 3.3.7. Произведём упрощённый расчёт этой схемы [2].

/>

Рисунок3.3.7 Принципиальная схема эмитерной термостабилизации

Расчётпроизводится по следующей схеме:

1.Выбираютсянапряжение эмиттера /> и ток делителя /> (см. рис. 3.4), а такженапряжение питания />;

2. Затемрассчитываются />.

Напряжениеэмиттера /> выбираетсяравным порядка />. Ток делителя /> выбирается равным />, где /> — базовый токтранзистора и вычисляется по формуле:

/>(мА);                                        (3.3.18) 

Тогда:

/> А                              (3.3.19)      

Учитываято, что в коллекторной цепи отсутствует резистор, то напряжение питаниярассчитывается по формуле: />(В);                                        (3.3.20)      

Расчётвеличин резисторов производится по следующим формулам:

/>  Ом;                                                        (3.3.21)               

/> (Ом);                              (3.3.22)     

/> (Ом);            (3.3.23)    

Даннаяметодика расчёта не учитывает напрямую заданный диапазон температур окружающейсреды, однако, в диапазоне температур от 0 до 50 градусов для расчитаннойподобным образом схемы, результирующий уход тока покоя транзистора, какправило, не превышает (10-15)%, то есть схема имеет вполне приемлимуюстабилизацию [2].                                                                  

3.3.4.2Активная коллекторная термостабилизация

Активнаяколлекторная термостабилизация используется в мощных каскадах и являетсядостаточно эффективной, её схема представлена на рисунке 3.3.

/>

Рисунок3.3.8  Схема активной коллекторной термостабилизации.

Вкачестве VT1 возьмём КТ814А. Выбираем падение напряжения на резисторе /> из условия />(пусть />В), тогда />. Затемпроизводим  расчёт по формулам [6]:

/>;                                                                                  (3.3.24)

/>;                                                                             (3.3.25)

/>;                                                                        (3.3.26)

/>;                                                                           (3.3.27)

/>,                                                                           (3.3.28)

где /> - статическийкоэффициент передачи тока в схеме с ОБ транзистора КТ814;

/>;                                                                           (3.3.29)

/>;                                                                        (3.3.30)

/>.                                                                      (3.3.31)

Получаемследующие значения:

/>(Ом);

/>(мА);

/>(В);

         />(А);

/>(А);

/>(Ом);

/>(кОм);

/> (Ом)

Величинаиндуктивности дросселя выбирается таким образом, чтобы переменная составляющаятока не заземлялась через источник питания, а величина блокировочной ёмкости — таким образом, чтобы коллектор транзистора VT1 по переменному току былзаземлён.

Как былосказано выше, эмиттерную термостабилизацию в мощных каскадах применять“невыгодно” так как на резисторе, включённом в цепь эмиттера, расходуетсябольшая мощность, поэтому в нашем случае необходимо выбрать активнуюколлекторную стабилизацию.

 

3.3.5Расчёт корректирующих цепей

3.3.5.1Расчёт выходной корректирующей цепи

Расчётвсех КЦ производится в соответствии с методикой описанной в [5]. Схема выходнойкорректирующей цепи представлена на рисунке 3.3.9.

/>

Рисунок3.3.9 Схема выходной корректирующей цепи

Найдём /> — выходноесопротивление транзистора нормированное относительно /> и />:

/>                                                                (3.3.32)

/>.

Теперь,по таблице приведённой в [4], найдём ближайшее к рассчитанному значение /> и выберемсоответствующие ему нормированные величины элементов КЦ: /> и />, а также />-коэффициент,определяющий величину ощущаемого сопротивления нагрузки /> и модуль коэффициентаотражения />.

/>

Найдёмистинные значения элементов по формулам:

/>;                                                                                 (3.3.33)

/>;                                                                                 (3.3.4)

/>.                                                                                   (3.3.35)

/>(нГн);

/>(пФ);

/>

3.3.5.2Расчёт межкаскадной  КЦ

В данномусилителе имеются две МКЦ: между выходным и предоконечным каскадами и междупредоконечным и входным каскадами. Это корректирующие цепи третьеого порядка.Цепь такого вида обеспечивает реализацию усилительного каскада с равномернойАЧХ и частотными искажениями  лежащих в пределах допустимых отклонений [5].

Расчётмежкаскадной корректирующей цепи, находящейся между выходным и предоконечнымикаскадами:

Принципиальнаясхема МКЦ представлена на рисунке 3.3.10

/> 

Рисунок3.3.10. Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка

Прирасчёте используются однонаправленные модели на ВЧ выходного и предоконечноготранзисторов. Возникает задача: выбор предоконечного транзистора. Обычно еговыбирают ориентировочно, и если полученные результаты будут удовлетворять егооставляют.

/>

Длянашего случая возьмём транзистор КТ930А, который имеет следующие эквивалентныепараметры [3]:

Прирасчёте будут использоваться коэффициенты: />, />, /> , значения которых берутся изтаблицы [5] исходя из заданной неравномерности АЧХ. В нашем случае онисоответственно равны: 2.31, 1.88, 1.67. Расчет заключается в нахождениинормированных значений:/>и подставлении их всоответствующие формулы, из которых находятся нормированные значения элементови преобразуются  в действительные значения.

Итак,произведём расчёт, используя следующие формулы:

/>,                                           (3.3.36)            

/>,                                                        (3.3.37)

/>= />                                                          (3.3.38)

— нормированные значения />, />, />.

Подставимисходные параметры и в результате получим:

   />

Зная это,рассчитаем следующие коэффициенты:

/>;            

/>;

/>;

получим:

/>

Отсюданайдем нормированные значения />, />, и />:

/>

где         />;

/>;                                      (3.3.39)

/>;                                         (3.3.40)

/>.                     (3.3.41)    

Прирасчете получим:

/>

и врезультате:                                                                                                           

/>               (3.3.42)            

Рассчитаемдополнительные параметры:

/>                          (3.3.43)                         

/>          (3.3.44)                                               

где S210-коэффициент передачи оконечного каскада.

Длявыравнивания АЧХ в области нижних частот используется резистор />, рассчитываемый поформуле:

/>                                                                               (3.3.45)

Найдемистинные значения остальных элементов по формулам:     

/>,        />, />,             (3.3.46)                       

/>

/>/>

 На этомрасчёт выходного каскада закончен и можно приступить к предоконечному каскаду.

3.4         Расчётпредоконечного каскада

3.4.1Выборрабочей точки

Прирасчёте режима предоконечного каскада условимся что питание всех каскадовосуществляется от одного источника напряжения с номинальным значением Eп.Так как Eп=Uк0, то соответственно Uк0 во всехкаскадах берётся одинаковое то есть Uк0(предоконечного к.)=Uк0(выходногок).   Мощность, генерируемая предоконечным каскадом доложна быть вкоэффициент усиления выходного каскада вместе с МКЦ(S210) разменьше, следовательно, и Iк0, будет во столько же раз меньше. Исходяиз вышесказанного координаты рабочей точки примут следующие значения: Uк0=15 В; Iко=1.8/2.23= 0.8 А. Мощность, рассеиваемая на коллекторе Pк=Uк0 Iк0=12 Вт.

3.4.2Выбор транзистора

Выбортранзистора был произведён в пункте 3.3.5.2 его название КТ930А. Этоттранзистор так же отвечает требованиям, приведенных в пункте 3.3.2. Егоосновные технические характеристики взяты из справочника [3] и приведены ниже.

Электрическиепараметры:

1.    граничнаячастота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ />МГц;

2.    Постояннаявремени цепи обратной связи />пс ;

3.    Статическийкоэффициент передачи тока в схеме с ОЭ />;

4.    Ёмкостьколлекторного перехода при  />В />пФ;

5.    Индуктивностьвывода базы />нГн;

6.    Индуктивностьвывода эмиттера />нГн.

Предельныеэксплуатационные данные:

1.    Постоянноенапряжение коллектор-эмиттер />В;

2.    Постоянныйток коллектора />А;

3.4.3Расчёт эквивалентной схемы транзистора

Так какпри расчётах схема Джокалетто не используется, то достаточно будет расчитатьоднонаправленную модель на ВЧ. Эквивалентная схема замещения транзистора имееттот же вид, что и схема, представленная на рисунке 3.3.6. Расчёт её элементовпроизводится по формулам, приведённым в пункте 3.3.3.

/>нГн;

/>пФ;

/>Ом

/>Ом;

3.4.4Расчёт цепи термостабилизации

Как былосказано в пункте 3.3.4.2., для данного усилителя предпочтительней выбрать вовсех каскадах активную коллекторную термостабилизацию.  Принципиальная схема еёпредставлена на рисунке 3.3.8. Расчёт производится аналогично расчёту выходногокаскада. Отличием является лишь то, что коллекторный ток /> будет иметь другоезначение.

Вкачестве VT1 возьмём транзистор КТ361А так как требуется меньшее рассеиваниеэнергии чем в выходном каскаде. H21 транзистора КТ 361, используемоев ниже приведённых формулах равно H21=50. Выбираем падениенапряжения на резисторе /> из условия />(пусть />В), тогда />. В результате получаемследующие значения:

/>Ом;

/>А;

/>В;

         />А;

/>А;

/>Ом;

/>кОм.

        /> Ом

 На этомрасчёт термостабилизации закончен.

 

3.4.5.Расчёт межкаскадной  КЦ

 Расчётмежкаскадной корректирующей цепи, расположенной между вторым и первым каскадомпроизводится аналогично расчёту приведённому в пункте 3.3.5.2. Принципиальнаясхема МКЦ представлена на рисунке 3.4.1

/> 

Рисунок3.4.1. Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка

/>

Вкачестве входного транзистора возьмём КТ 930А. Его параметры, необходимые длярасчёта имеют следующие значения:     

/>

/>

Далееподставляя параметры транзисторов: VT 1 и VT  2 в соответствующие формулыполучим следующие значения:

/>,

/>,                                                                         

/>= /> - нормированные значения/>, />, />.

   />

/>;

/>;                                                                                    

/>;

получим:

/>

Отсюданайдем нормированные значения />, />, и />:

/>

где         />;                                                                             

/>;

/>;

/>.

Прирасчете получим:

/>

и врезультате:

/>

Рассчитаемдополнительные параметры:

/>                                                              

/>                                                   

где S210-коэффициент передачи предоконечного каскада.

/>                                                                              

Найдемистинные значения остальных элементов по формулам:     

/>,        />, />,                                    

/>

/>

 />

 На этомрасчёт предоконечного каскада закончен и можно приступить к входному каскаду.

3.5Рассчёт входного каскада по постоянному току

3.5.1Выбор рабочей точки

Выборрабочей точки входного каскада производится анологично предыдущим  каскадам, тоесть Uко берётся тем же самым а Iко в коэффициент усиленияраз предоконечного каскада вместе с МКЦ( S210) меньше. Тогдакоординаты рабочей точки примут следующие значения: Uк0= 15 В; Iко=0.8/3.131=0.26А.

3.5.2Выбор транзистора

Выбортранзистора был осуществлён при расчёте МКЦ, его название КТ 930А. Его основныетехнические характеристики приведены в пункте 3.4.2.

3.5.3Расчёт цепи термостабилизации

Длявходного каскада также выбрана активная коллекторная  термостабилизация, ирасчёт производится в соответствии с методикой расписанной в пункте 3.3.4.1.

В качествеVT1 возьмём тот же транзистор КТ361А.

 />Ом;

/>А;

/>В;

         />А;

/>А;

/>Ом;

/>кОм.

        /> Ом

 На этомрасчёт термостабилизации закончен.

       3.5.4 Расчёт входной КЦ

Принципиальнаясхема входной корректирующей цепи представлена на рисунке  3.5.1.

/>

Рисунок3.5.1 Схема входной корректирующей цепи

Методикарасчёта  входной корректирующей цепи аналогична методике расчёта МКЦ, о которойнаписано в пункте  . Здесь Rвых есть выходное сопротивлние генератора, а Cвыхего ёмкость. Подставим эти значения в соответствующие формулы и получимисходные параметры цепи:  

/>,                                                                         

/>= /> - нормированные значения/>, />, />.

Подставимисходные параметры и в результате получим:

   />

Зная это,рассчитаем следующие коэффициенты:

/>;

/>;                                                                                    

/>;

получим:

/>

Отсюданайдем нормированные значения />, />, и />:

/>

где         />;

/>;

/>;

/>.

Прирасчете получим:

/>

и врезультате:

/>

Рассчитаемдополнительные параметры:

/>                                                              

/>                                                     

где S210-коэффициент передачи оконечного каскада.

/>                                                                              

Найдемистинные значения остальных элементов по формулам:     

/>,        />, />,                                    

/>

/>

 />

       Наэтом расчёт водного каскада закончен.

3.6Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей

        Вданном усилителе имеются три блокировочные ёмкости, которые стоят в цепяхколлекторной стабилизации, и необходимы для того чтобы термостабилизация невлияла на режим работы усилителя по переменному току. Блокировочные ёмкости С4,С9, С14 рассчитываются из условия, что их сопротивление на нижней частоте вдесять раз меньше сопротивления R2 в цепи коллекторной стабилизации (рисунок3.3.8). То есть:

1/WнCбл=R2/10

отсюда

/>,                             (3.6.1)                                           

Длярасчёта блокировочной ёмкости, стоящей в выходном каскаде, R2=200Омтогда:

/>

Длярасчёта блокировочной ёмкости, стоящей в предоконечном каскаде, R2=456Омтогда:

/>

Длярасчёта блокировочной ёмкости, стоящей во входном каскаде, R2=1400Омтогда:

/>

Так же вусилителе имеются три конденсатора фильтра: С5, С10, С15,. которые стоятпаралельно R4(рисунок 3.3.8) по переменному току. Их роль не пропуститьпеременную составляющую на источник питания. Их рассчёт производится аналогичноблокировочным емкостям, разница лишь в том что в формуле (3.6.1) вместо R2ставится R4. Исходя из этого, получим следующие значения:

Прирасчёте ёмкости, стоящей в выходном каскаде(С14), R4=0.6Ом тогда:

/>

Прирасчёте ёмкости, стоящей в предоконечном каскаде(С9), R4=1.25Омтогда:

/>

Прирасчёте ёмкости, стоящей во входном каскаде(С4), R2=3.85Ом тогда:

/>

Дроссельв коллекторной цепи выходного каскада ставится для того, чтобы выход транзисторапо переменному току не был заземлен. Его величина выбирается исходя из условия:

/>.                                                                       (3.6.2)

/>мкГн.

В данномустлителе имеется четыре разделительных конденсатора, которые препятствуютпрохождению постоянной составляющей от одного каскада к другому. Нижняяграничная частота усилителя определяется влиянием разделительных иблокировочных емкостей Эти конденсаторы вносят искажения на низких частотах, атак как искажения усилителя по заданию не доложны превышать 2 дБ, то каждыйконденсатор должен вносить искажения не более 0.5 дБ. Номинал разделительныхемкостей можно определить из соотношения [2]:

 />  ;        (3.6.3)

Где R1иR2 эквивалентные сопротивления, находящиеся по обеим сторонамконденсатора;Yн-заданная неравномерность АЧХ на НЧ, измеряемая в разах.

В нашемслучае Yн=0.5 дБ или 1.01 в разах.

Прирасчёте Ср, разделяющего нагрузку и выходной каскад R1и R2 соответственно равныR1=R2=8Ом тогда:

/>

Прирасчёте Ср, разделяющего выходной и предоконечный каскад каскад R1и R2соответственно равны R1=8Ом, R2=390Ом тогда:

/>

Прирасчёте Ср, разделяющего предоконечный и входной каскад R1и R2 соответственноравны R1=8 Ом, R2=360Ом тогда:

/>

Прирасчёте Ср, разделяющего входной каскад и источник сигнала R1и R2соответственно равны R1=75Ом, R2=680Ом тогда:

/>

4.Заключение

Врезультате проделанной работы был рассчитан усилитель который имеет следующиетехнические характеристики:

1.Рабочая полоса частот: 49-100 МГц

2.Линейные искажения

в областинижних частот не более 2 дБ

в областиверхних частот не более 2 дБ

3.Коэффициент усиления 18 дБ

4.Мощность выходного сигнала Pвых=10 Вт

5.Питание однополярное, Eп=16 В

Усилительрассчитан на нагрузку Rн=75 Ом и работает от генератора с выходнымсопротивлением Rг=75 Ом.

Усилительимеет запас по усилению 3дБ, что позволяет усилителю работать с коэффициентомусиления не ниже заданного при изменении параметров элементов в результатестарения.

Литература

1.         Проектирование радиопередающихустройств./ Под ред. О.В. Алексеева. — М.: радио и связь, 1987.-392с.

2.         Красько А.С., Проектированиеусилительных устройств, методические указания. — Томск: ТУСУР, 1990г-23с.

3.         Полупроводниковые приборы:транзисторы. Справочник / Под ред. Горюнов Н.Н. — 2-е изд. М.: Энергоатомиздат,1985.-903с.

4.         Титов А.А., Бабан Л.И., ЧеркашинМ.В. Расчет межкаскадной согласующей цепи транзисторного полосового усилителямощности/ Электронная техника    СЕР, СВЧ — техника. — 2000. — вып. 1-475с.

5.         Титов А.А. Расчет корректирующихцепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах — referat.ru/download/ref-2764.zip

6.          Цыкин Г.С. Усилительныеустройства.-М.: Связь, 1971.-367с.

/>

/>

 

 

РТФ КП 468740.001 ПЗ

 

 

Лит Масса

Масштаб

Изм Лист Nдокум. Подп.

Дата

     

Выполнил

Галимов

 

        УCИЛИТЕЛЬ

Проверил

Титов

 

          МОЩНОСТИ

 

 

Лист Листов

 

ТУСУР РТФ

 

Принципиальная

Кафедра РЗИ

 

Схема

гр. 148-3

Поз. Обозна- Чение Наименование Кол. Примечание

 

 

Транзисторы

 

 

VT1 КТ930А 1

 

VT2 КТ361 1

 

VT3 КТ930А 1

 

VT4 КТ361 1

 

VT5 КТ930Б 1

 

VT6 КТ814 1

 

 

Конденсаторы

 

 

С1 КД-2-47пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С6 КД-2-80пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С11 КД-2-70пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С16 КД-2-145пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С2 КД-2-30пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С3 КД-2-48пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С4 КД-2-27пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С5 КД-2-8нФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С9, КД-2-70пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С10 КД-2-0.027мкФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С14 КД-2-150пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С15 КД-2-0.47мкФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С7 КД-2-390пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С8 КД-2-130пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С12 КД-2-330пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С13 КД-2-150пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

С17 КД-2-150пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ 1

 

 

Катушки индуктивности

 

 

L1 Индуктивность 62нГн 5 1

 

L2, L4, L6 Индуктивность 20мкГн 5 3

 

 

 

 

 

РТФ КП 468740.001 ПЗ

 

 

 

 

Лит Масса

Масштаб

 

Изм Лист Nдокум. Подп.

Дата

 

 

Выполнил Галимов

 

УСИЛИТЕЛЬ

 

Провер. Титов

 

МОЩНОСТИ

 

 

 

Лист Листов

 

 

ТУСУР РТФ

 

 

Перечень элементов

Кафедра РЗИ

 

 

гр. 148-3

 

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> Поз. Обозна- Чение Наименование Кол. Примечание L3, L5 Индуктивность 4.7нГн 5 2 L7 Индуктивность 75нГн 5 1

Трансформаторы

Тр1 Трансформатор 1

 

Резисторы

R1 МЛТ — 0.125 — 680 Ом  10ГОСТ7113-77 1 R2 МЛТ — 0.125 — 1.6 кОм  10ГОСТ7113-77 1 R3 МЛТ — 0.125 — 13 кОм  10ГОСТ7113-77 1 R4 МЛТ — 0.125 — 1.6 кОм  10ГОСТ7113-77 1 R5 МЛТ — 0.5 — 3.9 Ом  10ГОСТ7113-77 1 R6 МЛТ — 0.125 — 360 Ом  10ГОСТ7113-77 1 R7 МЛТ — 0.125 — 470 Ом  10ГОСТ7113-77 1 R8 МЛТ — 0.125 — 4.7 кОм  10ГОСТ7113-77 1 R9 МЛТ — 0.125 — 560 Ом  10ГОСТ7113-77 1 R10 МЛТ — 2 — 1.25 Ом  10ГОСТ7113-77 1 R11 МЛТ — 0.125 — 680 Ом  10ГОСТ7113-77 1 R12 МЛТ — 0.125 — 200 Ом  10ГОСТ7113-77 1 R13 МЛТ — 0.125 — 2 кОм  10ГОСТ7113-77 1 R14 МЛТ — 0.125 — 240 Ом  10ГОСТ7113-77 1 R15 МЛТ — 2 — 1 Ом  10ГОСТ7113-77 1

 

 

 

РТФ КП 468740.001 ПЗ

 

 

Лит Масса

Масштаб

Изм Лист Nдокум. Подп.

Дата

 

Выполнил Галимов

 

УСИЛИТЕЛЬ

Провер. Титов

 

МОЩНОСТИ

 

 

Лист Листов

 

ТУСУР РТФ

 

Перечень элементов

Кафедра РЗИ

 

гр. 148-3

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
еще рефераты
Еще работы по науке и технике