Міністерство освіти Російської Федерації
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УНІВЕРСИТЕТ СИСТЕМ
УПРАВЛІННЯ ТА РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
(ТУСУР)
Кафедра радіоелектроніки та захисту інформації ( РЗІ)
Підсилювач потужності 1-5 каналів ТБ
Пояснювальна записка до курсового проекту з дисципліни «Схемотехніка аналогових електронних пристроїв»
Виконав студент гр.148-3
______Галімов М.Р.
Перевірив викладач каф. РЗІ
______Тітов А.А.
2001
РЕФЕРАТ
Курсова робота 32с., 12ріс., 5 джерел, 1 додаток.
ПІДСИЛЮВАЧ, ТРАНЗИСТОР, АЧХ, нерівномірність АЧХ, КОЕФІЦІЄНТ ПЕРЕДАЧІ,
РОБОЧИЙ ДІАПАЗОН ЧАСТОТ, термостабілізація, ПОТУЖНІСТЬ, коректує ЛАНЦЮГ,
Цвинтарі та КУМУЛЯТИВНА.
У цій роботі основним завданням є розрахунок транзисторнихпідсилювачів, використовуючи методичні вказівки.
Мета роботи-на конкретному прикладі навчитися розраховувати підсилювачі натранзисторах, використовуючи при цьому різні варіанти схемних рішень.
Пояснювальна записка виконана у текстовому редакторі Microsoft Word
7.0.
1. Технічне завдання
Усилитель повинен відповідати наступним вимогам:
1. Робоча смуга частот: 49-100 МГц
2. Лінійні спотворення в області нижніх частот не більше 2 дБ в області верхніх частот не більше 2 дБ
3. Коефіцієнт підсилення 15 дБ
4. Потужність вихідного сигналу Pвих = 10 Вт
5. Опір джерела сигналу і навантаження Rг = Rн = 75 Ом
Зміст
1.Технічнезавдання ................................................. ....................< br>.3
2.Введеніе .......................................... ......................< br>.......................... 5
3.Расчетнаячастина ... ................................................ ......................< br>..... 6
3.1 Визначення числа каскадів
.................................. .......... ... .. 6
3.2 Розподіл лінійних спотворень в області ВЧ ........ ... .6
3.3 Розрахунок вихідного каскаду ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ............ 6
3.3.1 Вибір робочоїточки ................................................. .6
3.3.2 Вибіртранзистора ................................................. ..... 9
3.3.3 Розрахунок еквівалентної схеми транзистора ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ........... ... .. 10
3.3.4 Розрахунок ланцюгів термостабілізації ... ... ... ... ... .. ... ..... 12
3.3.5 Розрахунок коригувальних ланцюгів ... ... ... ... ... ... .... ... .15
3.3.5.1 Вихідна коригуюча ланцюг ... ... ... ... ... .. ... .. 15
3.3.5.2 Розрахунок МКЦ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... .16
3.4 Розрахунок предоконечного каскаду ... ... ... ... ... ... ... ... ........ ... ... 18
3.4.1 Вибір робочої точки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ......... ... .. 18
3.4.2 Вибір транзистора ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ........... ... 19
3.4.3 Розрахунок еквівалентної схеми транзистора ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ......... ... .. 19
3.4. 4 Розрахунок ланцюгів термостабілізації. ... ... ... ... ......... ... .20
3.4.5 Розрахунок МКЦ ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ...... ... .... 20
3.5 Розрахунок вхідного каскаду ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...... .... ... .22
3.5. 1 Вибір робочої точки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...... .... ... 22
3.5.2 Вибір транзистора ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .. ........ ... 23
3.5.3 Розрахунок ланцюгів термостабілізації ... ... ... ... ......... ... .. 23
3.5.4 Розрахунок вхідний коректує ланцюги ... ... ... .... ... 23
3.6 Розрахунок розділових і блокувальних ємностей ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ............. ... 25
4 Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... .... ... .. 29
Список використовуваної літератури ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... 30
Додаток А. Схема електрична принципова ... ... ... 31
Перелік елементів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... 32
2.Введеніе
У цій роботі потрібно розрахувати підсилювач потужності для 1 -
5 каналів TV. Цей підсилювач призначений для посилення сигналу напередавальної станції, що необхідно для нормальної роботи TV-приймача,якого обслуговує ця станція. Так як потужність у нього середня (10 Вт),то застосовується він відповідно на невеликі відстані (в районі села,невеликого міста). Як джерело підсилюваного сигналу може служитивідеомагнітофон, сигнал прийнятий антеною ДМВ і перетворений в МВдіапазон. Тому що підсилює сигнал несе інформацію про зображення, тодля отримання хорошої якості зображення на TV-приймачі на підсилювачнакладаються наступні вимоги: рівномірне посилення у всьому робочомудіапазоні частот; повинен мати велику потужність, що б кожен приймач,що знаходиться в зоні обслуговування цієї станції, міг без перешкод переглядативіщаєте їй передачі. З економічної точки зору повинен володітимаксимальним ККД.
Найбільш ефективне досягнення необхідної потужності дає використанняпотужного ВЧ трансформатора, який задає такий режим роботи транзистора,при якому він дає максимальну потужність. Для корекції АЧХ підсилювачавикористовуються різні прийоми: введення негативних зворотних зв'язків,застосування межкаскадних коригувальних ланцюгів. Так як проектованийпідсилювач є підсилювачем потужності то введення ОС тягне за собоювтрату потужності в ланцюгах ОС що знижує ККД і отже застосовувати її вданому підсилювачі не доцільно. Застосування межкаскадних коригувальнихланцюгів (МКЦ), значно підвищує ККД. У даному підсилювачі використовується МКЦ
3-го порядку, оскільки вона має гарні частотними властивостями.
3. Розрахункова частина
3.1 Визначення числа каскадів.
При виборі числа каскадів візьмемо до уваги те, що у потужногопідсилювача один каскад із загальним емітером дозволяє отримувати посилення до 6дБ, а тому що потрібно отримати 15 дБ оптимальне число каскадів даногопідсилювача дорівнює трьом, тоді, в загальному, підсилювач буде мати коефіцієнтпосилення 18 дБ (запас 3 дБ).
3.2 Розподіл лінійних спотворень в області ВЧ
Розрахунок підсилювача будемо проводити виходячи з того, що спотвореннярозподілені між каскадами рівномірно. Як було визначено раніше,кількість каскадів проектованого підсилювача дорівнює трьом, а нерівномірністьпідсилювачі по завданню не доложна перевищувати 2дБ. Отже, на коженкаскад припадає по 0,7 дБ.
3. Розрахунок вихідного каскаду
3.3.1 Вибір робочої точки
Для розрахунку робочої точки слід знайти вихідний параметр Uвых, якийвизначається за формулами:
(3.3.1)
(3.3.2)
Оскільки вихідна напруга має більшу величину між навантаженням івихідним транзистором необхідно встановити трансформатор імпедансів надовгих лініях з коефіцієнтом трансформації 1/9 [1]. Тоді вихідніпараметри візьмуть наступні значення:
(3.3.3)
При подальшому розрахунку, потрібно вибрати за якою схемою буде виконанийкаскад: з дросельної або резистивної навантаженням. Розглянемо обидві схеми івиберемо ту, яку найбільш доцільно застосувати.
А) Розрахунок каскаду з резистивної навантаженням:
Схема резистивного каскаду по змінному струму представлена на малюнку
3.3.1
Малюнок 3.3.1 Схема каскаду з резистивної навантаженням по змінному струму
Так як навантаженням каскаду по змінному струму є резистор,включений в ланцюг колектора - Rк і Rн, при чому Rк вибирається рівний Rн, тоеквівалентний опір - Rекв, на яке працює транзистор, будерівним Rн/2. Тоді:
= 3.25 (А) (3.3.4)
(3.3.5)
(3.3.6) де - залишкову напругу на колекторі і дорівнює 2 В, тоді:
Напруга живлення вибирається рівним плюс напруга якепадає на:
Побудуємо навантажувальні прямі по постійному і змінному струму. Вонинаведені на рисунку 3.3.2.
I, А
8.2
5.5
R ~
3.6
R_
15
30 50 U, В
Малюнок 3.3.2. Навантажувальні прямі по постійному і змінному струму.
Зробимо розрахунок потужностей: споживаної і розсіюється наколекторі, використовуючи такі формули:
(3.3.7)
(3.3.8)
Б) Розрахунок дросельного каскаду:
Схема дросельного каскаду по змінному струму представлена на малюнку
3.3.3.
Малюнок 3.3.3. Схема дросельними каскаду.
У дросельної каскаді навантаженням по змінному струму єбезпосередньо Навантажувальне Сопртівленію Rн.:
Підставляючи отримані значення у формули (3.3.4) - (3.3.6), отримаємо:
Побудуємо навантажувальні прямі по постійному і змінному струму. Вонипредставлені на рисунку 3.3.4.
I, А
R_
R ~
1.8
15
28 U, В
Малюнок 3.3.4 - навантажувальні прямі по постійному і змінному струму.
Зробимо розрахунок потужності за формулами (3.3.7), ( 3.3.8):
Аналізуючи отримані результати можна прийти до висновку, щодоцільніше використовувати дросельний каскад, тому що значнознижуються споживана потужність і величина напруги живлення.
3.3.2 Вибір транзистора
Вибір транзистора здійснюється з урахуванням таких граничнихпараметрів [2]:
1. граничної частоти підсилення транзистора по струму в схемі з ОЕ
;
2. гранично допустимого напруги колектор-емітер
;
1. гранично допустимого струму колектора
;
4. граничної потужності, що розсіюється на колекторі
.
Цим вимогам повністю відповідає транзистор КТ930Б. Йогоосновні технічні характеристики взяті з довідника [3] і наведенінижче.
Електричні параметри:
1. Гранична частота коефіцієнта передачі струму в схемі з ОЕ МГц;
2. Постійна часу ланцюга зворотного зв'язку при У пс;
3. Статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ОЕ;
4. Ємність колекторного переходу при В пФ;
5. Індуктивність виведення бази нГн;
6. Індуктивність виведення емітера нГн.
Граничні експлуатаційні дані:
1. Постійна напруга колектор-емітер В;
2. Постійний струм колектора А;
3. Постійне розсіює потужність колектора Вт;
3.3.3 Розрахунок еквівалентної схеми транзистора
Існує багато різних моделей транзистора. У даній роботі проведенийрозрахунок моделей: схеми Джіаколетто і односпрямованої моделі на ВЧ.
А) Розрахунок схеми Джіакалетто:
Схема Джіакалетто представлена на рисунку 3.3.5.
Малюнок 3.3.5 Схема Джіакалетто.
Знайдемо за допомогою постійної часу ланцюга зворотного зв'язку опірбазового переходу за формулою:
(3.3.9)
При чому і доложни бути виміряні при одному напрузі Uке.
А так як довідкові дані наведені при різних напряжно, необхідноскористатися формулою, яка дозволяє обчислити за будь-якогозначенні напруги Uке:
, (3.3.10) в нашому випадку:
Підставимо отримане значення у формулу (3.3.9):
, Тоді
Використовуючи формулу (3.3.10), знайдемо значення колекторної ємності вробочої точки:
Знайдемо значення решти елементів схеми:
, (3.3.11) де
(3.3.12)
- опір еміттеного переходу транзистора. Тоді:
Ємність емітерного переходу:
Вихідний опір транзистора:
(3.3.13)
(3.3.14)
(3.3.15)
Б) Розрахунок односпрямованої моделі на ВЧ:
Схема односпрямованої моделі на ВЧ представлена на малюнку 3.3.6 .
Опис цієї моделі можна знайти в журналі [4].
Малюнок 3.3.6 Схема односпрямованої моделі на ВЧ
Параметри еквівалентної схеми розраховуються за наведеними нижчеформулами.
Вхідна індуктивність:
, (3.3.16)
де-індуктивності висновків бази і емітера, які беруться здовідкових даних.
Вхідний опір:
, (3.3.17)
Вихідний опір має таке ж значення, як і в схемі
Джіакалетто:
.
Вихідна ємність-це значення ємності обчислена в робочійточці:
.
3.3.4 Розрахунок ланцюгів термостабілізації
При розрахунку ланцюгів термостабілізації потрібно для початку вибрати варіантсхеми. Існує кілька варіантів схем термостабілізації: пасивнаколекторна, активна колекторна і емітерний. Їх застосування залежитьвід потужності каскаду і від того, наскільки жорсткі вимоги дотермостабільності. У даній роботі розглянуті дві схеми: емітерний іактивна колекторна стабілізації.
3.3.4.1 емітерний термостабілізація
емітерний стабілізація застосовується в основному в малопотужних каскадах, іотримала найбільш широке поширення. Схема емітернийтермостабілізації наведена на малюнку 3.3.7. Зробимо спрощений розрахунокцієї схеми [2].
Малюнок 3.3.7 Принципова схема емітерной термостабілізації
Розрахунок проводиться за наступною схемою:
1. Вибираються емітера напруга і струм дільника (див. рис.
3.4), а також напруга живлення;
2. Потім розраховуються.
Напруга емітера вибирається рівним порядку. Струм дільника
вибирається рівним, де - базовий струм транзистора іобчислюється за формулою:
(мА); (3.3.18)
Тоді:
А (3.3.19)
Враховуючи те, що в колекторної ланцюга відсутній резистор, тонапруга живлення розраховується за формулою: (В);
(3.3.20)
Розрахунок величин резисторів проводиться за наступними формулами:
Ом;
(3.3.21)
(Ом); (3.3.22)
(Ом); (3.3.23)
Ця методика розрахунку не враховує безпосередньо заданий діапазонтемператур навколишнього середовища, проте, в діапазоні температур від 0 до 50градусів для розрахованою подібним чином схеми, результуючий догляд струмуспокою транзистора, як правило, не перевищує (10-15)%, тобто схема маєцілком прийнятним стабілізацію [2].
3.3.4.2 Активна колекторна термостабілізація
Активна колекторна термостабілізація використовується в потужних каскадахі є досить ефективною, її схема представлена на малюнку 3.3.
Малюнок 3.3.8 Схема активної колекторної термостабілізації.
Як VT1 візьмемо КТ814А. Вибираємо падіння напруги на резистори
з умови (нехай В), тоді. Потім робимо розрахунокза формулами [6]:
;
(3.3.24)
;
(3.3.25)
;
(3.3.26)
;
(3.3.27)
,
(3.3.28) де - статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ПРОтранзистора КТ814;
;
(3.3.29)
;
(3.3.30)
.
(3.3.31)
Отримуємо наступні значення:
(Ом);
(мА);
(В);
(А);
(А);
(Ом);
(кОм) ;
(Ом)
Величина індуктивності дроселя вибирається таким чином, щобзмінна складова струму не заземляється через джерело живлення, авеличина блокувальний ємності - таким чином, щоб колектор транзистора
VT1 по змінному струму був заземлений.
Як було сказано вище, емітерний термостабілізація в потужних каскадахзастосовувати "невигідно" тому що на резистори, включеному в ланцюг емітера,витрачається велика потужність, тому в нашому випадку необхідно вибратиактивну колекторних стабілізацію.
3.3.5 Розрахунок коригувальних ланцюгів
3.3.5.1 Розрахунок вихідний коректує ланцюга
Розрахунок всіх КЦ проводиться відповідно до методики описаної в [5 ].
Схема вихідний коректує ланцюга представлена на рисунку 3.3.9.
Малюнок 3.3.9 Схема вихідний коректує ланцюга
Знайдемо - вихідний опір транзистора нормованещодо і:
(3.3.32)
.
Тепер, по таблиці наведеної в [4], знайдемо найближче до розрахованомузначення і виберемо відповідні йому нормовані величиниелементів КЦ: і, а також-коефіцієнт, що визначаєвеличину відчутного опору навантаження і модуль коефіцієнтавідображення.
Знайдемо істинні значення елементів за формулами:
;
(3.3.33)
;
(3.3.4)
.
(3.3.35)
(нГн);
(пФ);
3.3.5.2 Розрахунок межкаскадной КЦ
У даному підсилювачі є дві МКЦ: між вихідним і предоконечнимкаскадами і між предоконечним і вхідним каскадом. Це коригуючіланцюга третьеого порядку. Ланцюг такого виду забезпечує реалізаціюпідсилювального каскаду з рівномірною АЧХ та частотними спотвореннями що лежать вмежах допустимих відхилень [5].
Розрахунок межкаскадной коректує ланцюга, що знаходиться між вихідним іпредоконечнимі каскадами:
Принципова схема МКЦ представлена на малюнку 3.3.10
Малюнок 3.3.10. Межкаскадная коригуюча ланцюг третього порядку
При розрахунку використовуються односпрямовані моделі на ВЧ вихідного іпредоконечного транзисторів. Виникає завдання: вибір предоконечноготранзистора. Зазвичай його вибирають орієнтовно, і якщо отриманірезультати будуть задовольняти його залишають.
Для нашого випадку візьмемо транзистор КТ930А, який має наступніеквівалентні параметри [3]:
При розрахунку будуть використовуватися коефіцієнти:,,,значення якого беруться з таблиці [5] виходячи із заданої нерівномірності
АЧХ. У нашому випадку вони відповідно рівні: 2.31, 1.88, 1.67. Розрахунокполягає в знаходженні нормованих значень: і підставляння їх увідповідні формули, з яких знаходяться нормовані значенняелементів і перетворюються в дійсні значення.
Отже, зробимо розрахунок, використовуючи такі формули:
, (3.3.36)
, (3.3.37)
=
(3.3.38)
- нормовані значення,,.
Підставимо вихідні параметри і в результаті отримаємо:
Знаючи це, розрахуємо наступні коефіцієнти:
;
;
;отримаємо:
Звідси знайдемо нормовані значення,, і:
де;
; (3.3.39)
; (3.3.40)
. (3.3.41)
При розрахунку отримаємо:
і в результаті:
(3.3.42)
Розрахуємо додаткові параметри:
(3.3.43)
(3.3.44)де S210-коефіцієнт передачі кінцевого каскаду.
Для вирівнювання АЧХ в області нижніх частот використовується резистор
, Що розраховується за формулою:
(3.3.45)
Знайдемо істинні значення решти елементів за формулами:
,,, (3.3.46)
На цьому розрахунок вихідного каскаду закінчено і можна приступити допредоконечному каскаду.
4. Розрахунок предоконечного каскаду
3.4.1Вибор робочої точки
При розрахунку режиму предоконечного каскаду домовимося що харчування всіхкаскадів здійснюється від одного джерела напруги з номінальнимзначенням Eп. Так як Eп = Uк0, то відповідно Uк0 у всіх каскадахбереться однакову тобто Uк0 (предоконечного к.) = Uк0 (вихідного к).
Потужність, що генерується предоконечним каскадом доложна бути в коефіцієнтпосилення вихідного каскаду разом з МКЦ (S210) разів менше, отже, і
Iк0, буде в стільки ж разів менше. Виходячи з вищесказаного координатиробочої точки візьмуть наступні значення: Uк0 = 15 В; Ікс = 1.8/2.23 = 0.8 А.
Потужність, що розсіюється на колекторі Pк = Uк0 Iк0 = 12 Вт
3.4.2 Вибір транзистора
Вибір транзистора був вироблений в пункті 3.3.5.2 його назва КТ930А.
Цей транзистор так само відповідає вимогам, що наведені в пункті 3.3.2.
Його основні технічні характеристики взяті з довідника [3] танаведені нижче.
Електричні параметри:
1. гранична частота коефіцієнта передачі струму в схемі з ОЕ МГц;
2. Постійна часу ланцюга зворотного зв'язку пс;
3. Статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ОЕ;
4. Ємність колекторного переходу при В пФ;
5. Індуктивність виведення бази нГн;
6. Індуктивність виведення емітера нГн.
Граничні експлуатаційні дані:
1. Постійна напруга колектор-емітер В;
2. Постійний струм колектора А;
3.4.3 Розрахунок еквівалентної схеми транзистора
Так як при розрахунках схема Джокалетто не використовується, то доситьбуде розрахувати односпрямований модель на ВЧ. Еквівалентна схемазаміщення транзистора має той же вигляд, що та схема, представлена намалюнку 3.3.6. Розрахунок її елементів проводиться за формулами, наведеними впункті 3.3.3.
нГн;
пФ;
Ом
Ом;
3.4.4 Розрахунок ланцюга термостабілізації
Як було сказано в пункті 3.3.4.2., для даного підсилювачакраще вибрати в усіх каскадах активну колекторнихтермостабілізація. Принципова схема її представлена на малюнку 3.3.8.
Розрахунок проводиться аналогічно розрахунку вихідного каскаду. Відмінністю єлише те, що колекторний струм буде мати інше значення.
Як VT1 візьмемо транзистор КТ361А тому що потрібна меншарозсіювання енергії ніж у вихідному каскаді. H21 транзистора КТ 361,що використовується в нижче наведених формулах одно H21 = 50. Вибираємо падіннянапруги на резистори з умови (нехай В), тоді.
В результаті отримуємо наступні значення:
Ом;
А;
В;
А;
А ;
Ом;
кОм.
Ом
На цьому розрахунок термостабілізації закінчений.
3.4.5 . Розрахунок межкаскадной КЦ
Розрахунок межкаскадной коректує, ланцюги, розташованої між другим іперший каскадом провадиться аналогічно розрахунку наведеним у пункті
3.3.5.2. Принципова схема МКЦ представлена на малюнку 3.4.1
Малюнок 3.4.1. Межкаскадная коригуюча ланцюг третього порядку
В якості вхідного транзистора візьмемо КТ 930А. Його параметри,необхідні для розрахунку мають таке значення:
Далі підставляючи параметри транзисторів: VT 1 і VT 2 до відповіднихформули отримаємо наступні значення:
,
,
= - нормовані значення,,.
;
;
;отримаємо:
Звідси знайдемо нормовані значення,, і:
де;
;
;
.
При розрахунку отримаємо:
і в результаті:
Розрахуємо додаткові параметри:
де S210-коефіцієнт передачі предоконечного каскаду.
Знайдемо істинні значення решти елементів за формулами:
,,,
На цьому розрахунок предоконечного каскаду закінчено і можна приступити довхідного каскаду.
3.5 Розрахунок вхідного каскаду по постійному струму
3.5.1 Вибір робочої точки
Вибір робочої точки вхідного каскаду проводиться анологічно попереднім каскадам, тобто Uко береться тим же самим а Ікс в коефіцієнт посиленняраз предоконечного каскаду разом з МКЦ (S210) менше. Тоді координатиробочої точки візьмуть наступні значення: Uк0 = 15 В; Ікс = 0.8/3.131 = 0.26 А.
3.5.2 Вибір транзистора
Вибір транзистора був здійснений при розрахунку МКЦ, його назва КТ
930А. Його основні технічні характеристики наведені в пункті 3.4.2.
3.5.3 Розрахунок ланцюга термостабілізації
Для вхідного каскаду також обрана активна колекторнатермостабілізація, і розрахунок проводиться відповідно до методикирозписаною в пункті 3.3.4.1.
Як VT1 візьмемо той же транзистор КТ361А.
Ом;
А;
В;
А;
А;
Ом;
кОм.
Ом
На цьому розрахунок термостабілізації закінчений.
3.5.4 Розрахунок вхідний КЦ
Принципова схема вхідний коректує ланцюга представлена намалюнку 3.5.1.
Малюнок 3.5.1 Схема вхідний коректує ланцюга
Методика розрахунку вхідний коректує ланцюга аналогічна методиці розрахунку
МКЦ, про яку написано в пункті. Тут Rвих є вихідна сопротівлніегенератора, а Cвих його ємність. Підставимо ці значення у відповідніформули і отримаємо вихідні параметри ланцюга:
,
= - нормовані значення,,.
Підставимо вихідні параметри і в результаті отримаємо:
Знаючи це, розрахуємо наступні коефіцієнти:
;
;
;отримаємо:
Звідси знайдемо нормовані значення,, і:
де;
;
;
.
При розрахунку отримаємо:
і в результаті:
Розрахуємо додаткові параметри:
де S210-коефіцієнт передачі кінцевого каскаду.
Знайдемо істинні значення решти елементів за формулами:
,,,
На цьому розрахунок водного каскаду закінчений.
3.6 Розрахунок розділових і блокувальних ємностей
У даному підсилювачі є три блокувальні ємності, які стоятьв ланцюгах колекторної стабілізації, і необхідні для того, щобтермостабілізація не впливала на режим роботи підсилювача по змінному струму.
Блокувальні ємності С4, С9, С14 розраховуються з умови, що їхопір на нижній частоті в десять разів менше опору R2 в ланцюзіколекторної стабілізації (малюнок 3.3.8). Тобто:
1/WнCбл = R2/10 звідси
, (3.6.1)
Для розрахунку блокувальний ємності, що стоїть у вихідному каскаді, R2 = 200Омтоді:
Для розрахунку блокувальний ємності, що стоїть в предоконечном каскаді,
R2 = 456Ом тоді:
Для розрахунку блокувальний ємності, що стоїть у вхідному каскаді,
R2 = 1400Ом тоді:
Так само в підсилювачі є три конденсатора фільтра: С5, С10, С15,.які стоять паралельно R4 (малюнок 3.3.8) по змінному струму. Їх роль непропустити змінну складову на джерело живлення. Їх розрахунокпровадиться аналогічно блокувальним ємностей, різниця лише в тому що вформулі (3.6.1) замість R2 ставиться R4. Виходячи з цього, отримаємо наступнізначення:
При розрахунку ємності, що стоїть у вихідному каскаді (С14), R4 = 0.6Ом тоді:
При розрахунку ємності, що стоїть в предоконечном каскаді ( С9), R4 = 1.25Омтоді:
При розрахунку ємності, що стоїть у вхідному каскаді (С4), R2 = 3.85Ом тоді:
Дросель в колекторної ланцюга вихідного каскаду ставиться для того, щобвихід транзистора по змінному струму не був заземлений. Його величинавибирається виходячи з умови:
.
(3.6.2)
мкГн.
У даному устлітеле є чотири розділових конденсатора, якіперешкоджають проходженню постійної складової від одного каскаду доіншому. Нижня гранична частота підсилювача визначається впливомрозділових і блокувальних ємностей Ці конденсатори вносять спотворенняна низьких частотах, а так як спотворення підсилювача по завданню не доложниперевищувати 2 дБ, то кожен конденсатор повинен вносити спотворення не більше 0.5дБ. Номінал розділових ємностей можна визначити з співвідношення [2]:
; (3.6.3)
Де R1 іR2 еквівалентні опору, що знаходяться по обидва бокиконденсатора; Yн-задана нерівномірність АЧХ на НЧ, яка вимірюється в разах.
У нашому випадку Yн = 0.5 дБ або 1.01 в разах.
При розрахунку СР, що розділяє навантаження і вихідний каскад R1і R2відповідно рівні R1 = R2 = 8Ом тоді:
При розрахунку СР, що розділяє вихідний і предоконечний каскад каскад R1і
R2 відповідно рівні R1 = 8Ом, R2 = 390Ом тоді:
При розрахунку СР, що розділяє предоконечний і вхідний каскад R1і R2відповідно рівні R1 = 8 Ом, R2 = 360Ом тоді:
При розрахунку СР, що розділяє вхідний каскад і джерело сигналу R1і R2відповідно рівні R1 = 75Ом, R2 = 680Ом тоді:
На цьому розрахунок закінчений.
4. Висновок
У результаті проведеної роботи був розрахований підсилювач який маєнаступні технічні характеристики:
1. Робоча смуга частот: 49-100 МГц
2. Лінійні спотворення в області нижніх частот не більше 2 дБ в області верхніх частот не більше 2 дБ
3. Коефіцієнт підсилення 18 дБ
4. Потужність вихідного сигналу Pвих = 10 Вт
5. Харчування однополярної, Eп = 16 В
Усилитель розрахований на навантаження Rн = 75 Ом і працює від генератора звихідним опором Rг = 75 Ом.
Підсилювач має запас щодо посилення 3дБ, що дозволяє підсилювача працюватиз коефіцієнтом посилення не нижче заданого при зміні параметрівелементів внаслідок старіння.
Література
1. Проектування радіопередавальних пристроїв./Под ред. О.В. Алексєєва. -
М.: радіо і зв'язок, 1987.-392с.
2. Красько А.С., Проектування підсилювальних пристроїв, методичні вказівки. - Томск: ТУСУР, 1990-23с.
3. Напівпровідникові прилади: транзистори. Справочник/Под ред. Горюнов
М.М. - 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1985.-903с.
4. Титов А.А., Бабан Л.І., Черкашин М.В. Розрахунок межкаскадной узгоджувальний ланцюга транзисторного смугового підсилювача потужності/Електронна техніка
СЕР, СВЧ - техніка. - 2000. - Вип. 1-475с.
5. Титов А.А. Розрахунок коригувальних ланцюгів широкосмугових підсилювальних каскадів на біполярних транзисторах - http://referat.ru/download/ref-
2764.zip
6. Цикін Г.С. Підсилювальні устройства.-М.: Связь, 1971.-367с.
| |
| |
| | | | | | |
| | | | | | РТФ КП 468740.001 ПЗ |
| | | | | | |
| | | | | | | Лiт | Маса | Масштаб |
| З | Лис | Nдокум. | Підпис. | Дата | | | | | | |
| м | т | | | | | | | | | |
| Виконати | Галімов | | | УCІЛІТЕЛЬ | | | | | |
| ил | | | | | | | | | |
| Перевір | Титов | | | ПОТУЖНОСТІ | | | | | |
| ил | | | | | | | | | |
| | | | | | Лист | Листів |
| | | | | | ТУСУР РТФ |
| | | | | Принципова | Кафедра РЗІ |
| | | | | Схема | гр. 148-3 |
| Поз. | | | |
| Обозна-| Найменування | Кількість. | Примітка |
| | | | |
| Чення | | | |
| | | | |
| | Транзистори | | |
| | | | |
| VT1 | КТ930А | 1 | |
| VT2 | КТ361 | 1 | |
| VT3 | КТ930А | 1 | |
| VT4 | КТ361 | 1 | |
| VT5 | КТ930Б | 1 | |
| VT6 | КТ814 | 1 | |
| | | | |
| | Конденсатори | | |
| | | | |
| 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 | |
| | | | |
| | Котушки індуктивності | | |
| | | | |
| L1 | Індуктивність 62нГн (5 (| 1 | |
| L2, L4, | Індуктивність 20мкГн (5 (| 3 | |
| L6 | | | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | | РТФ КП 468740.001 ПЗ |
| | | | | | |
| | | | | | | Лiт | Маса | масштабу зобра |
| | | | | | | | | Б |
| І | Лис | Nдокум. | Підпис. | Дат | | | | | | |
| з | т | | | а | | | | | | |
| м | | | | | | | | | | |
| Виконати | Галімов | | | ПІДСИЛЮВАЧ | | | | | |
| ил | | | | | | | | | |
| Перевір | Титов | | | ПОТУЖНОСТІ | | | | | |
|. | | | | | | | | | |
| | | | | | Лист | Листів |
| | | | | | ТУСУР РТФ |
| | | | | Перелік елементів | Кафедра РЗІ |
| | | | | | Гр. 148-3 |
| Поз. | | | |
| Обозна-| Найменування | Кількість. | Примітка |
| | | | |
| Чення | | | |
| L3, L5 | Індуктивність 4.7нГн (5 (| 2 | |
| L7 | Індуктивність 75нГн (5 (| 1 | |
| | | | |
| | Трансформатори | | |
| | | | |
| | | | |
| Тр1 | Трансформатор | 1 | |
| | | | |
| | Резистори | | |
| | | | |
| R1 | МЛТ - 0.125 - 680 Ом | 1 | |
| | (10 (ГОСТ7113-77 | | |
| R2 | МЛТ - 0.125 - 1.6 кОм | 1 | |
| | (10 (ГОСТ7113-77 | | |
| R3 | МЛТ - 0.125 - 13 кОм | 1 | |
| | (10 (ГОСТ7113-77 | | |
| R4 | МЛТ - 0.125 - 1.6 кОм | 1 | |
| | (10 (ГОСТ7113-77 | | |
| R5 | МЛТ - 0.5 - 3.9 Ом (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R6 | МЛТ - 0.125 - 360 Ом | 1 | |
| | (10 (ГОСТ7113-77 | | |
| R7 | МЛТ - 0.125 - 470 Ом | 1 | |
| | (10 (ГОСТ7113-77 | | |
| R8 | МЛТ - 0.125 - 4.7 кОм | 1 | |
| | (10 (ГОСТ7113-77 | | |
| R9 | МЛТ - 0.125 - 560 Ом | 1 | |
| | (10 (ГОСТ7113-77 | | |
| R10 | МЛТ - 2 - 1.25 Ом (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| R11 | МЛТ - 0.125 - 680 Ом | 1 | |
| | (10 (ГОСТ7113-77 | | |
| R12 | МЛТ - 0.125 - 200 Ом | 1 | |
| | (10 (ГОСТ7113-77 | | |
| R13 | МЛТ - 0.125 - 2 кОм | 1 | |
| | (10 (ГОСТ7113-77 | | |
| R14 | МЛТ - 0.125 - 240 Ом | 1 | |
| | (10 (ГОСТ7113-77 | | |
| R15 | МЛТ - 2 - 1 Ом (10 (ГОСТ7113-77 | 1 | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | | РТФ КП 468740.001 ПЗ |
| | | | | | |
| | | | | | | Лiт | Маса | масштабу зобра |
| | | | | | | | | Б |
| І | Лис | Nдокум. | Підпис. | Дат | | | | | | |
| з | т | | | а | | | | | | |
| м | | | | | | | | | | |
| Виконати | Галімов | | | ПІДСИЛЮВАЧ | | | | | |
| ил | | | | | | | | | |
| Перевір | Титов | | | ПОТУЖНОСТІ | | | | | |
|. | | | | | | | | | |
| | | | | | Лист | Листів |
| | | | | | ТУСУР РТФ |
| | | | | Перелік елементів | Кафедра РЗІ |
| | | | | | Гр. 148-3 |
-----------------------
