Реферат: Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на полевых транзисторах

Цельработы – получение законченных аналитических выражений для расчета коэффициентаусиления, полосы пропускания и значений элементов корректирующих цепей наиболееизвестных и эффективных схемных решений построения усилительных каскадов наполевых транзисторах (ПТ). Основные результаты работы – вывод и представление вудобном для проектирования виде расчетных соотношений для усилительных каскадовс простой индуктивной и истоковой коррекциями, с четырехполюсными диссипативнымимежкаскадными корректирующими цепями второго и четвертого порядков, для входнойи выходной корректирующих цепей. Для усилительного каскада с межкаскаднойкорректирующей цепью четвертого порядка приведена методика расчета, позволяющаяреализовать заданный наклон его амплитудно-частотной характеристики с заданнойточностью. Для всех схемных решений построения усилительных каскадов на ПТ приведеныпримеры расчета.

1 ВВЕДЕНИЕ

Расчет элементов высокочастотнойкоррекции является неотъемлемой частью процесса проектирования усилительныхустройств. В известной литературе материал, посвященный этой проблеме, не всегдапредставлен в удобном для проектирования виде. В этой связи в статье собранынаиболее известные и эффективные схемные решения построения широкополосныхусилительных устройств на ПТ, а соотношения для расчета коэффициента усиления,полосы пропускания и значений элементов корректирующих цепей даны без выводов.Ссылки на литературу позволяют найти, при необходимости, доказательствасправедливости приведенных соотношений.

Особо следует отметить,что в справочной литературе по отечественным ПТ [1, 2] не приводятся значенияэлементов эквивалентной схемы замещения ПТ. Поэтому при расчетах следует пользоватьсяпараметрами зарубежных аналогов [2, 3] либо осуществлять проектирование назарубежной элементной базе [3].

2 ИСХОДНЫЕДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТОВ

В соответствии с [4, 5,6], предлагаемые ниже соотношения для расчета усилительных каскадов на ПТоснованы на использовании эквивалентной схемы замещения транзистора,приведенной на рисунке 2.1, а, и полученной на её основе однонаправленной модели,приведенной на рисунке 2.1, б.

/>

/>

а) б)

Рисунок 2.1

Здесь СЗИ – емкостьзатвор-исход, СЗС – емкость затвор-сток, ССИ – емкостьсток-исток, RВЫХ – сопротивление сток-исток, S – крутизна ПТ, СВХ =.CЗИ +СЗС(1+SRЭ), RЭ=RВЫХRН/(RВЫХ+RН), RН – сопротивление нагрузки каскада наПТ, CВЫХ=ССИ+СЗС.

3 РАСЧЕТНЕКОРРЕКТИРОВАННОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ИСТОКОМ

 

3.1 ОКОНЕЧНЫЙКАСКАД

Принципиальная схеманекорректированного усилительного каскада приведена на рисунке 3.1, а, эквивалентнаясхема по переменному току — на рисунке 3.1, б.

/>

/>

а) б)

Рисунок 3.1

В соответствии с [6],коэффициент усиления каскада в области верхних частот можно описать выражением:

/>,                       (3.1)

где                                  />;                                           (3.2)

/>;                          (3.3)

/>;                                             (3.4)

/>;                                       (3.5)

 />; /> - текущая круговая частота.

При заданном уровнечастотных искажений

/>                                           (3.6)

верхняя частота fВ полосы пропускания каскада равна:

/>,                                         (3.7)

где                                />.

Входное сопротивлениекаскада на ПТ, без учета цепей смещения, определяется входной емкостью:

/>.                       (3.8)

Пример 3.1. Рассчитать fB, RC, CВХ каскада, приведенного на рисунке 3.1, при использованиитранзистора КП907Б (СЗИ=20 пФ; СЗС=5 пФ; ССИ=12пФ; RВЫХ=150 Ом; S=200 мА/В [7]) и условий: RН=50 Ом; YB=0,9; K0=4.

Решение. По известным K0и S из(3.2) найдем: RЭ=20 Ом. Зная RВЫХ, RН и RЭ, из (3.3) определим: RС = 43 Ом. По (3.4) и (3.5) рассчитаем: С0=17пФ; />=/>.Подставляя известные /> и YВ в (3.7), получим: fB=227 МГц. По формуле (3.8) найдем: СВХ=45пФ.

3.2 ПРОМЕЖУТОЧНЫЙКАСКАД

Принципиальная схема каскада приведена на рисунке3.2, а, эквивалентная схема по переменному току — на рисунке 3.2, б.

/>

/>

а) б)

Рисунок 3.2

Коэффициент усилениякаскада в области верхних частот описывается выражением (3.1), в которомзначения RЭ и С0рассчитываются по формулам:

/>;                            (3.9)

/>,                      (3.10)

где СВХ – входная емкостьнагружающего каскада.

Значения fB и СВХ каскадарассчитываются по соотношениям (3.7) и (3.8).

Пример 3.2. Рассчитать fB, RC, CВХ каскада, приведенного на рисунке 3.2, при использованиитранзистора КП907Б (данные транзистора в примере 3.1) и условий: YB=0.9; K0=4; входная емкость нагружающего каскада — из примера 3.1.

Решение. По известным K0и S из(3.2) найдем: RЭ=20 Ом. Зная RЭ и RВЫХ, из (3.9) определим: RC=23 Ом. По (3.10) и (3.4) рассчитаемС0=62 пФ; />=/>. Подставляя известные /> и YB в (3.7), получим: fB=62 МГц. По формуле (3.8) найдем: СВХ=45пФ.

3.3 РАСЧЕТИСКАЖЕНИЙ, ВНОСИМЫХ ВХОДНОЙ ЦЕПЬЮ

Принципиальная схемавходной цепи каскада приведена на рисунке 3.3, а, эквивалентная схема по переменномутоку — на рисунке 3.3, б.

/>

/>

а) б)

Рисунок 3.3

Коэффициент передачивходной цепи в области верхних частот описывается выражением [6]:

/>,

где                          />;                                     (3.11)

/>;                                        (3.12)

/>;

СВХ – входнаяемкость каскада на ПТ.

Значение fB входной цепи рассчитывается поформуле (3.7).

Пример 3.3. Рассчитать K0и fB входной цепи, приведенной на рисунке 3.3, при условиях: RГ=50 Ом; RЗ=1 МОм; YB=0,9; CВХ – из примера 3.1.

Решение. По (3.11) найдем: K0=1, по (3.12) определим: />=/>. Подставляя /> и YB в (3.7), получим: fB=34,3 МГц.

4 РАСЧЕТКАСКАДА С ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ИНДУКТИВНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ

 

Принципиальная схемакаскада с высокочастотной индуктивной коррекцией приведена на рисунке 4.1, а,эквивалентная схема по переменному току — на рисунке 4.1, б.

/>

/>

а) б)

Рисунок 4.1

Коэффициент усилениякаскада в области верхних частот можно описать выражением [6]:

/>,

где                       K0=SRЭ;                                                            (4.1)

/>;

/>;

/>;

/>;

/>;

/>.

Значение />, соответствующее оптимальной поБрауде амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) [6], рассчитывается по формуле:

/>.          (4.2)

При заданном значении YB верхняя частота полосы пропусканиякаскада равна:

/>.             (4.3)

Входная емкость каскадаопределяется соотношением (3.8).

При работе каскада вкачестве предоконечного все перечисленные выше соотношения справедливы. Однако RЭ, R0и С0принимаются равными:

/>,                              (4.4)

где СВХ – входная емкостьоконечного каскада.

Пример 4.1. Рассчитать fB, LC, RC, CВХ каскада, приведенного на рисунке 4.1, при использовании транзистораКП907Б (данные транзистора — в примере 3.1) и условий: YB=0,9; K0=4; каскад работает в качестве предоконечного; входная емкостьнагружающего каскада — из примера 3.1.

Решение. По известным K0и S из(4.1) найдем: RЭ=20 Ом. Далее по (4.4) получим: RC=23 Ом; R0= 150 Ом; C0=62 пФ; />=/>. Подставляя C0, RC, R0в (4.2), определим: LCопт=16,3 нГн. Теперь по формуле (4.3)рассчитаем: fB=126 МГц. Из (3.8) найдем: CВХ=45 пФ.

5 РАСЧЕТ КАСКАДА С ИСТОКОВОЙКОРРЕКЦИЕЙ

Принципиальная схемакаскада с истоковой коррекцией приведена на рисунке 5.1, а, эквивалентная схемапо переменному току — на рисунке 5.1, б.

/>

/>

а) б)

Рисунок 5.1

Коэффициент усилениякаскада в области верхних частот можно описать выражением [6]:

/>,

где                         K0=SRЭ/F;                                                       (5.1)

/>;                                                       (5.2)

/>;

/>;

/>;

/>.

Значение С1опт,соответствующее оптимальной по Брауде АЧХ, рассчитывается по формуле:

/>.                                              (5.3)

При заданном значении YB верхняя частота полосы пропусканиякаскада равна:

/>.  (5.4)

Входная емкость каскадаопределяется соотношением:

/>.                            (5.5)

При работе каскада вкачестве предоконечного все перечисленные выше соотношения справедливы. Однако RЭ и С0принимаются равными:

/>,                                 (5.6)

где СВХ – входная емкостьоконечного каскада.

Пример 5.1. Рассчитать fB, R1, С1, СВХ каскада, приведенного нарисунке 5.1, при использовании транзистора КП907Б (данные транзистора — впримере 3.1) и условий: YB=0,9; K0=4; каскад работает в качестве предоконечного; входнаяемкость нагрузочного каскада — из примера 3.1.

Решение. По известным K0,  S,  RЭ  из  (5.1),  (5.2)  найдем:  F=7,5; R1=32,5 Ом. Далее получим: С0=62пФ; />=/>.Из (5.3) определим С1опт=288 пФ. Теперь по формуле (5.4) рассчитаем:fB=64,3 МГц. Из (5.5) найдем: СВХ=23,3пФ.

6РАСЧЕТ ВХОДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙЦЕПИ

Из приведенных вышепримеров расчета видно, что наибольшие искажения АЧХ обусловлены входной цепью.Для расширения полосы пропускания входных цепей усилителей на ПТ в [8]предложено использовать схему, приведенную на рисунке 6.1.

/>

/>

а) б)

Рисунок 6.1

Коэффициент передачивходной цепи в области верхних частот можно описать выражением:

/>,

где                           />;                                              (6.1)

/>;

/>;

/>;

/>;

СВХ – входная емкостькаскада на ПТ.

Значение L3опт, соответствующее оптимальной поБрауде АЧХ, рассчитывается по формуле:

/>.    (6.2)

При заданном значении YB и расчете LЗопт по (6.2) верхняя частота полосы пропускания входной цепиравна:

/>.                (6.3)

Пример 6.1. Рассчитать fB, RЗ, LЗ входной цепи, приведенной на рисунке6.1, при условиях: YB=0,9;RГ=50 Ом; СВХ – из примера 3.1; допустимоеуменьшение К0за счет введения корректирующей цепи – 2 раза.

Решение. Из условия допустимого уменьшения К0и соотношения (6.1) найдем: RЗ=50 Ом. Подставляя известные СВХ,RГ и RЗ в (6.2), получим: LЗопт=37,5 нГн. Далее определим: />=/>;/>=/>.Подставляя найденные величины в (6.3), рассчитаем: fB=130 МГц.

7 РАСЧЕТВЫХОДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ

В рассматриваемых вышеусилительных каскадах расширение полосы пропускания связано с потерей частивыходной мощности в резисторах корректирующих цепей (КЦ) либо цепей обратнойсвязи. От выходных каскадов усилителей требуется, как правило, получение максимальновозможной выходной мощности в заданной полосе частот. Из теории усилителейизвестно [9], что для выполнения указанного требования необходимо реализоватьощущаемое сопротивление нагрузки для внутреннего генератора транзистора равнымпостоянной величине во всем рабочем диапазоне частот. Этого можно достигнуть,включив выходную емкость транзистора в фильтр нижних частот, используемый вкачестве выходной КЦ. Схема включения выходной КЦ приведена на рисунке 7.1.

/>

/>

а) б)

Рисунок 7.1

При работе выходногокаскада без выходной КЦ модуль коэффициента отражения /> ощущаемого сопротивлениянагрузки внутреннего генератора транзистора равен [9]:

/>.                            (7.1)

Уменьшение выходноймощности относительно максимального значения, обусловленное наличием CВЫХ, составляет величину:

/>,                         (7.2)

где />–максимальное значение выходной мощности на частоте /> приусловии равенства нулю СВЫХ; /> –максимальное значение выходной мощности на частоте /> приналичии СВЫХ.

Использование фильтранижних частот в качестве выходной КЦ при одновременном расчете элементов L1, C1 по методике Фано [9] позволяетобеспечить минимально возможное, соответствующее заданным CВЫХ и fB, значение максимальной величинымодуля коэффициента отражения /> в полосечастот от нуля до fB.

В таблице 7.1 приведенынормированные значения элементов L1, C1, CВЫХ, рассчитанные по методике Фано, атакже коэффициент />, определяющий величинуощущаемого сопротивления нагрузки RОЩ,относительно которого вычисляется /> [9].

Таблица 7.1

/>

/>

/>

/>

/>

0,1 0,18 0,099 0,000 1,000 0,2 0,382 0,195 0,002 1,001 0,3 0,547 0,285 0,006 1,002 0,4 0,682 0,367 0,013 1,010 0,5 0,788 0,443 0,024 1,020 0,6 0,865 0,513 0,037 1,036 0,7 0,917 0,579 0,053 1,059 0,8 0,949 0,642 0,071 1,086 0,9 0,963 0,704 0,091 1,117 1,0 0,966 0,753 0,111 1,153 1,1 0,958 0,823 0,131 1,193 1,2 0,944 0,881 0,153 1,238 1,3 0,927 0,940 0,174 1,284 1,4 0,904 0,998 0,195 1,332 1,5 0,882 1,056 0,215 1,383 1,6 0,858 1,115 0,235 1,437 1,7 0,833 1,173 0,255 1,490 1,8 0,808 1,233 0,273 1,548 1,9 0,783 1,292 0,292 1,605 2,0 0,760 1,352 0,309 1,664

Истинныезначения элементов рассчитываются по формулам:

/>                                (7.3)

Расчет частотныхискажений, вносимых выходной цепью оконечного каскада, приведен в разделе 3.1.При использовании выходной КЦ частотные искажения, вносимые выходной цепью,определяются соотношением:

/>.                                 (7.4)

Коэффициент усилениякаскада с выходной КЦ определяется выражением (3.2).

Пример 7.1. Рассчитать выходную КЦ дляусилительного каскада на транзисторе КП907Б (данные транзистора — в примере3.1) при RН=50 Ом, fB=200 МГц. Определить RОЩ, уменьшение выходной мощности начастоте fB и уровень частотных искажений, вносимыхвыходной цепью при использовании КЦ и без нее.

Решение. Найдем нормированное значение СВЫХ:/>= =/>= 1,07. Ближайшее значениекоэффициента /> в таблице 7.1 равно 1,056.Этому значению /> соответствуют: />=1,5; />=0,882; />=0,215; />=1,382. После денормированияпо формулам (7.3) имеем: />=35,1нГн; />=24 пФ; RОЩ=36,2 Ом. Используя соотношения(7.1), (7.2), найдем, что при отсутствии выходной КЦ уменьшение выходноймощности на частоте fB,обусловленное наличием СВЫХ, составляет 2,14 раза, а при ее использовании- 1,097 раза. При отсутствии выходной КЦ уровень частотных искажений, вносимыхвыходной цепью, определяется соотношением (3.7). Для условий примера 7.1 />=/>.Подставляя в (3.7) известные /> и fB, получим: YB=/>=0,795. При наличии выходной КЦ из(7.4) найдем: YB<sub/>= 0,977.

8 РАСЧЕТДИССИПАТИВНОЙ МЕЖКАСКАДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ ВТОРОГО ПОРЯДКА

Принципиальная схемаусилителя с межкаскадной КЦ второго порядка приведена на рисунке 8.1, а,эквивалентная схема по переменному току — на рисунке 8.1, б. [10].

/>

а)

/>

б)

Рисунок 8.1

Коэффициент усилениякаскада на транзисторе T1 в области верхних частот можноописать выражением [11, 12]:

/>,        (8.1)

где                           K0=SRЭ;                                                        (8.2)

/>;

/>;

/>;

/>;

      /> – сопротивление сток-истоктранзистора T1; />; />; />; />; /> – нормированныеотносительно /> и /> значения элементов />, />, />, />, />; />=/>;/>; /> – нормированная частота; /> – текущая круговая частота;/> – высшая круговая частотаполосы пропускания разрабатываемого усилителя; /> –входная емкость транзистора Т2; /> –выходная емкость транзистора T1.

В таблице 8.1 приведенынормированные значения элементов />, />, />, вычисленные для ряданормированных значений />, при двухзначениях допустимой неравномерности АЧХ />.

Таблица 8.1 получена спомощью методики проектирования согласующе-выравнивающих цепей транзисторныхусилителей, предполагающей составление и решение системы компонентных уравнений[13], и методики синтеза прототипа передаточной характеристики, обеспечивающегомаксимальный коэффициент усиления каскада при заданной допустимойнеравномерности АЧХ в заданной полосе частот [14].

Таблица 8.1

/>

/>дБ

/>дБ

/>

/>

/>

/>

/>

/>

0,01 1,597 88,206 160,3 2,02 101 202,3 0,05 1,597 18,08 32,061 2,02 20,64 40,47 0,1 1,597 9,315 16,03 2,02 10,57 20,23 0,15 1,597 6,393 10,69 2,02 7,21 13,5 0,2 1,596 4,932 8,019 2,02 5,5 10,1 0,3 1,596 3,471 5,347 2,02 3,856 6,746 0,4 1,595 2,741 4,012 2,02 3,017 5,06 0,6 1,594 2,011 2,677 2,02 2,177 3,373 0,8 1,521 1,647 2,011 2,02 1,758 2,53 1 1,588 1,429 1,613 2,02 1,506 2,025 1,2 1,58 1,285 1,351 2,02 1,338 1,688 1,5 1,467 1,178 1,173 2,02 1,17 1,352 1,7 1,738 1,017 0,871 2,015 1,092 1,194 2 1,627 0,977 0,787 2,00 1,007 1,023 2,5 1,613 0,894 0,635 2,03 0,899 0,807 3 1,61 0,837 0,53 2,026 0,833 0,673 3,5 1,608 0,796 0,455 2,025 0,785 0,577 4,5 1,606 0,741 0,354 2,025 0,721 0,449 6 1,605 0,692 0,266 2,024 0,666 0,337 8 1,604 0,656 0,199 2,024 0,624 0,253 10 1,604 0,634 0,160 2,024 0,598 0,202

При известных значениях />, />, />, />, /> расчет межкаскадной КЦ состоитиз следующих этапов. Вычисление />.Нормирование значения /> по формуле: />. Нахождение по таблице 8.1ближайшего к вычисленному табличного значения />.Определение по таблице 8.1 соответствующих значений />,/>, /> и их денормирование поформулам: />; />; />. Вычисление значения />: />.

При использованиирассматриваемой КЦ в качестве входной /> принимаетсяравной нулю, /> принимается равным />, а коэффициент передачи входнойцепи на средних частотах рассчитывается по формуле (3.11).

В случае необходимостипостроения нормированной частотной характеристики проектируемого усилительногокаскада значения />, />, />, /> следует подставить в (8.1)и найти модуль />. Реальная частотнаяхарактеристика может быть найдена после денормирования коэффициентов />, />, /> по формулам: />; />; />.

Пример 8.1. Рассчитать межкаскадную КЦусилительного каскада, приведенного на рисунке 8.1, его /> и /> при использованиитранзисторов КП907Б (данные транзистора — в примере 3.1) и условий: fB=100 МГц; входная емкость нагружающегокаскада — из примера 3.1; допустимая неравномерность АЧХ — />дБ, />=1 кОм.

Решение. По известным />, /> и /> найдем: />= =/>=3,67. Из таблицы 8.1 длянеравномерности АЧХ />дБ и дляближайшего табличного значения нормированной величины />, равного 3,5, имеем: />=2,025, />=0,785, />=0,577. Денормируя />, /> и />, получим: />=24,8 пФ; L2=162 нГн; R3=75 Ом. Теперьпо (8.2) рассчитаем: K0=9,5. Вычитая из /> величину />, определим: С1==7,8 пФ. Из (3.8) найдем: СВХ=72,5 пФ.

10 РАСЧЕТДИССИПАТИВНОЙ МЕЖКАСКАДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКА

Принципиальная схемаусилителя с межкаскадной корректирующей цепью четвертого порядка [15] приведенана рисунке 9.1, а, эквивалентная схема по переменному току — на рисунке 9.1, б.

/>

а)

/>

б)

Рисунок 9.1

Несмотря на то, что КЦсодержит пять корректирующих элементов, конструктивно ее выполнение можетоказаться проще выполнения КЦ второго порядка.

Коэффициент усилениякаскада на транзисторе T1 в области верхних частот можноописать выражением [14]:

/>,      (9.1)

где                    />;                                           (9.2)

/>;

/>;

/>;

/>;

/>;

/>;

      RВЫХ1 – сопротивление сток-истоктранзистора T1; СВХ2 – входная емкость транзистора T2; />, />, />, />, /> – нормированныеотносительно /> и /> значения элементов L1, R2, C3, C4, L5, соответствующие преобразованной схеме КЦ, в которой значениеCВЫХ1 равно нулю, а значение СВХ2равно бесконечности; СВЫХ1 – выходная емкость транзистора T1; />; /> – нормированная частота; /> – текущая круговая частота;/> – высшая круговая частота полосыпропускания разрабатываемого усилителя.

В таблице 9.1 приведенынормированные значения элементов L1, R2, C3, C4, L5, вычисленные для случая реализацииусилительного каскада с различным наклоном АЧХ, лежащим в пределах /> дБ, при допустимом значении/> равном /> дБ и /> дБ, и при условии равенстванулю значения СВЫХ1 и бесконечности — значения СВХ2.

Таблица 9.1 получена спомощью методики проектирования согласующе-выравнивающих цепей транзисторныхусилителей, предполагающей составление и решение систем компонентных уравнений[13], и методики синтеза прототипа передаточной характеристики, обеспечивающегомаксимальный коэффициент усиления каскада при заданной допустимой неравномерностиАЧХ в заданной полосе частот [14].

Таблица 9.1Наклон АЧХ, дБ

/>=/> дБ

/>=/> дБ

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

-6 2,40 1,58 5,85 2,34 0,451 2,43 1,21 6,75 2,81 0,427 -5 2,47 1,63 5,53 2,39 0,426 2,43 1,22 6,49 2,90 0,401 -4 2,49 1,65 5,23 2,48 0,399 2,41 1,20 6,24 3,03 0,374 -3 2,48 1,64 4,97 2,60 0,374 2,36 1,18 6,02 3,20 0,348 -2 2,42 1,59 4,75 2,74 0,351 2,32 1,16 5,77 3,36 0,327 -1 2,29 1,51 4,59 2,93 0,327 2,30 1,15 5,47 3,50 0,309 2,09 1,38 4,49 3,18 0,303 2,22 1,11 5,23 3,69 0,291 +1 1,84 1,21 4,49 3,52 0,277 2,08 1,04 5,08 3,93 0,273 +2 1,60 1,05 4,52 3,91 0,252 1,88 0,94 5,02 4,26 0,253 +3 1,33 0,876 4,69 4,47 0,225 1,68 0,842 4,99 4,62 0,234 +4 2,69 1,35 3,34 3,29 0,281 1,51 0,757 4,97 5,02 0,217 +5 2,23 1,11 3,43 3,67 0,257 1,32 0,662 5,05 5,54 0,198 +6 1,76 0,879 3,65 4,27 0,228 1,10 0,552 5,29 6,31 0,176

Для расчетанормированных значений элементов L1, R2, C3, C4, L5, обеспечивающих заданную форму АЧХ сучетом реальных нормированных значений СВЫХ1 и СВХ2,следует воспользоваться формулами пересчета [14]:

/>           (9.3)

где СВЫХ1Н,СВХ2Н – нормированные относительно RВЫХ1 и /> значния СВЫХ1и СВХ2.

При известных значениях />, RВЫХ1, СВЫХ1, СВХ2, расчет межкаскадной КЦсостоит из следующих этапов. Вычисление нормированных значений СВЫХ1и СВХ2 по формуле: СН=/>.Определение табличных значений элементов />,/>, />, />, /> по заданному наклону итребуемой неравномерности АЧХ. Расчет L1, R2, C3, C4, L5 по формулам пересчета (9.3) и ихденормирование.

При использованиирассматриваемой КЦ в качестве входной СВЫХ1 принимается равной нулю,RВЫХ1 принимается равным RГ, а коэффициент передачи входной цепи на среднихчастотах рассчитывается по формуле:

/>.                                    (9.4)

В случае необходимостипостроения нормированной частотной характеристики проектируемого усилительногокаскада значения />, />, />, />, /> следует подставить в (9.1)и найти модуль KU.Реальная частотная характеристика может быть рассчитана после денормированиякоэффициентов />, />, />, />, /> по формулам: />; />; />; />; />.

Пример 9.1. Рассчитать межкаскадную КЦусилителя, приведенного на рисунке 9.1, его K0и СВХ при использовании транзистора КП907Б(данные транзистора — в примере 3.1) и условий: fB=100 МГц; входная емкостьнагружающего каскада — из примера 3.1; допустимая неравномерность АЧХ -/> дБ; наклон АЧХ — 0 дБ.

Решение. Из таблицы 9.1 для неравномерностиАЧХ + 0,5 дБ и наклона АЧХ, равного 0 дБ, имеем: />=2,22; />=1,11; />=5,23; />=3,69; />=0,291. Нормированныезначения СВЫХ1 и СВХ2 равны: СВЫХ1Н= =/>=1,6; СВХ2Н=/>=4,24. Подставляя найденныевеличины в (9.3), получим: L1H=2,22; R2Н=1,11; С3Н=14,6; С4Н=0,587; L5Н=0,786. Денормируя полученные значения,определим: L1=/>=530нГн; R2=/>=167 Ом;С3=/>=154 пФ; С4=6,2пФ; L5=187 нГн. Теперь по (9.2) рассчитаем: K0=11,86. Из (3.8) найдем: СВХ=84,3 пФ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Перельман Б.Л. Новые транзисторы:Справочник. – М.: Солон, 1996.

2. Петухов В.М. Полевые ивысокочастотные биполярные транзисторы средней и большой мощности и ихзарубежные аналоги: Справочник. – М.: КУБК-а, 1997.

3. Полевые транзисторы: Справочник. – Faber. STM. Publications, 1997.

4.  Шварц Н.З. Усилители СВЧ на полевыхтранзисторах. – М.: Радио и связь, 1987.

5. Никифоров В.В., Кулиш Т.Т., ШевнинИ.В. К проектированию широкополосных усилителей мощности КВ- УКВ- диапазона намощных МДП-транзисторах // В сб.: Полупроводниковые приборы в технике связи /Под ред. И.Ф. Николаевского. – М.: Радио и связь. -1993.- Вып. 23.

6. Мамонкин И.Г. Усилительныеустройства: Учебное пособие для вузов. – М.: Связь, 1977.

7. Никифоров В.В., Максимчук А.А.Определение элементов эквивалентной схемы мощных МДП-транзисторов // В сб.: Полупроводниковаяэлектроника в технике связи / Под ред. И.Ф. Николаевского. – М.: Радио исвязь.- 1985.- Вып. 25.

8. Никифоров В.В., Терентьев С.Ю. Синтезцепей коррекции широкополосных усилителей мощности с применением методовнелинейного программирования // В сб.: Полупроводниковая электроника в техникесвязи / Под ред. И.Ф. Николаевского. – М.: Радио и связь. — 1986. — Вып. 26.

9. Широкополосные радиопередающиеустройства / Алексеев О.В., Головков А.А., Полевой В.В., Соловьев А.А. / Подред. О.В. Алексеева. – М.: Связь, 1978.

10. Титов А.А., Ильюшенко В.Н., АвдоченкоБ.И., Обихвостов В.Д. Широкополосный усилитель мощности для работы на несогласованнуюнагрузку // ПТЭ. — 1996. — №2. — С.68-69.

11. Шварц Н.З. Линейные транзисторныеусилители СВЧ. – М.: Сов. радио, 1980.

12. Бабак Л.И., Дьячко А.Н., ДергуновС.А. Расчет цепей коррекции мощных сверхширокополосных транзисторныхСВЧ-усилителей // Полупроводниковая электроника в технике связи /Под ред. И.Ф.Николаевского. – М.: Радио и связь. — 1988. — Вып. 27.

13. Бабак Л.И., Шевцов А.Н., Юсупов Р.Р.Пакет программ автоматизированного расчета транзисторных широкополосных иимпульсных УВЧ- и СВЧ-усилителей // Электронная техника. Сер. СВЧ-техника. — 1993. — №3. — С.60-63.

14. Титов А.А. Расчет диссипативноймежкаскадной корректирующей цепи широкополосного усилителя мощности // Радиотехника.- 1989. — №2. — С.88-90.

15. Жаворонков В.И., Изгагин Л.Н., ШварцН.З. Транзисторный усилитель СВЧ с полосой пропускания /> МГц // Приборы и техникаэксперимента. – 1972. — №3. — С.134-135.

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике