МЕНЮ


Фестивали и конкурсы
Семинары
Издания
О МОДНТ
Приглашения
Поздравляем

НАУЧНЫЕ РАБОТЫ


  • Инновационный менеджмент
  • Инвестиции
  • ИГП
  • Земельное право
  • Журналистика
  • Жилищное право
  • Радиоэлектроника
  • Психология
  • Программирование и комп-ры
  • Предпринимательство
  • Право
  • Политология
  • Полиграфия
  • Педагогика
  • Оккультизм и уфология
  • Начертательная геометрия
  • Бухучет управленчучет
  • Биология
  • Бизнес-план
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Банковское дело
  • АХД экпред финансы предприятий
  • Аудит
  • Ветеринария
  • Валютные отношения
  • Бухгалтерский учет и аудит
  • Ботаника и сельское хозяйство
  • Биржевое дело
  • Банковское дело
  • Астрономия
  • Архитектура
  • Арбитражный процесс
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Административное право
  • Авиация и космонавтика
  • Кулинария
  • Наука и техника
  • Криминология
  • Криминалистика
  • Косметология
  • Коммуникации и связь
  • Кибернетика
  • Исторические личности
  • Информатика
  • Инвестиции
  • по Зоология
  • Журналистика
  • Карта сайта
  • Реферат: Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах

    Реферат: Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах

    Цель работы – получение законченных аналитических выражений для расчета коэффициента усиления, полосы пропускания и значений элементов корректирующих цепей наиболее известных и эффективных схемных решений построения усилительных каскадов на биполярных транзисторах (БТ). Основные результаты работы – вывод и представление в удобном для проектирования виде расчетных соотношений для усилительных каскадов с простой индуктивной и истоковой коррекциями, с четырехполюсными диссипативными межкаскадными корректирующими цепями четвертого порядков, для входной и выходной корректирующих цепей. Для всех схемных решений построения усилительных каскадов на БТ приведены примеры расчета.

    ВВЕДЕНИЕ

    В теории усилителей нет достаточно обоснованных доказательств преимущества использования того либо иного схемного решения при разработке конкретного усилительного устройства. В этой связи проектирование широкополосных усилителей во многом основано на интуиции и опыте разработчика. При этом, разные разработчики, чаще всего, по-разному решают поставленные перед ними задачи, достигая требуемых результатов. Данная работа предназначена для начинающих разработчиков широкополосных усилителей и содержит: наиболее известные и эффективные схемные решения построения широкополосных усилительных каскадов на БТ; соотношения для их расчета по заданным требованиям; примеры расчета. Поскольку, как правило, широкополосные усилители работают в стандартном 50 либо 75-омном тракте, соотношения для расчета даны исходя из условий, что оконечные каскады усилителей работают на чисто резистивную нагрузку, а входные каскады усилителей работают от чисто резистивного сопротивления генератора.

    1    ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

    В соответствии с [1, 2, 3], приведенные ниже соотношения для расчета усилительных каскадов основаны на использовании эквивалентной схемы замещения транзистора приведенной на рисунке 1.1, либо на использовании его однонаправленной модели [2, 3] приведенной на рисунке 1.2.

    Рисунок 1.1 - Эквивалентная схема Джиаколетто

    Рисунок 1.2 - Однонаправленная модель

    Значения элементов схемы Джиаколетто могут быть рассчитаны по паспортным данным транзистора по следующим формулам [1]:

                              

    =3 - для планарных кремниевых транзисторов,

    =4 - для остальных транзисторов,

    ;          ;            ;

    где  - емкость коллекторного перехода;  - постоянная времени цепи обратной связи;  - статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером;  - граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером;  - ток эмиттера в рабочей точке в миллиамперах.

    В справочной литературе значения  и  часто приводятся измеренными при различных значениях напряжения коллектор-эмиттер . Поэтому при расчетах  значение  следует пересчитать по формуле [1]

    ,

    где  - напряжение , при котором производилось измерение ;  - напряжение , при котором производилось измерение .

    Поскольку  и  оказываются много меньше проводимости нагрузки усилительных каскадов, в расчетах они обычно не учитываются.

    Элементы схемы замещения приведенной на рисунке 1.2 могут быть рассчитаны по следующим эмпирическим формулам [4]:

    , , , ,

    где  - индуктивность вывода базы;  - индуктивность вывода эмиттера;  - предельное значение напряжения ;  - предельное значение постоянного тока коллектора.

    При расчетах по эквивалентной схеме, приведенной на рисунке 1.2, вместо  используют параметр  - коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования [2], равный:

    =                                                               (1.1)

    где  - частота, на которой коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования равен единице;  - текущая частота.

    2 РАСЧЕТ НЕКОРРЕКТИРОВАННОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

    2.1 ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД

    Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 1.3, где  - сопротивление нагрузки;  - сопротивление в цепи коллектора.

    Рисунок 2.1 - Схема оконечного некорректированного каскада.

    При отсутствии реактивности нагрузки, полоса пропускания каскада определяется параметрами транзистора. В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в области верхних частот можно описать выражением:

    ,

    где ;                                                                           (1.2)

                                                      (1.3)

    ;                                                                             (1.4)

    ;                                                                        (1.5)

    .

    При заданном уровне частотных искажений

    ,

    верхняя частота  полосы пропускания каскада равна:

    =.                                                                      (1.6)

    Входное сопротивление каскада может быть аппроксимировано параллельной RC цепью [1]:

    ;                                                             (1.7)

    =                                                             (1.8)

    Пример 1.1. Рассчитать , , ,  каскада, приведенного на рисунке 1.3 при использовании транзистора КТ610А (=5 Ом, =1 Ом, =0,0083 Сим, =4 пФ, =160 пФ, =1 ГГц, =120, =0,95 А/В, =0,99, =55 мА), и условий: =50 Ом; =0,9; =10.

    Решение. По известным  и  в соответствии с (1.2) имеем =10,5 Ом. Зная  находим =13,3 Ом. По формуле (1.3) найдем =1,03×10-9с. Подставляя известные  и  в соотношение (1.6) получим =74,9 МГц. По формулам (1.7) и (1.8) определим =196 пФ, =126 Ом.

    2.2 ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КАСКАД

    Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 1.4, где - сопротивление в цепи коллектора; , - входное сопротивление и входная емкость нагружающего каскада.

    Рисунок 2.2 - Схема промежуточного некорректированного каскада.

    В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в области верхних частот описывается выражением:

    ,

    где = ×                                                                            (1.9)

                                 (1.10)

    =.                                                          (1.11)

    Значения , ,  каскада рассчитываются по формулам (1.6), (1.7), (1.8).

    Пример 2. Рассчитать , , ,  каскада приведенного на рисунке 1.4 при использовании транзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 1.1) и условий =0,9; =10; ,  - из примера 1.

    Решение. По известным  и  из (1.9) получим =10.5 Ом. Зная  из (1.11) найдем =11,5 Ом. По формуле (1.10) определим =3×10-9 с. Подставляя известные ,  в соотношение (1.6) получим =25,5 МГц. По формулам (1.7) и (1.8) определим =126 Ом, =196 пФ.

    3 РАСЧЕТ КАСКАДА С ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ИНДУКТИВНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ

    3.1 ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД

    Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 3.1.

    Рисунок 3.1 - Схема оконечного каскада с высокочастотной индуктивной коррекцией.

    При отсутствии реактивности нагрузки высокочастотная (ВЧ) индуктивная коррекция вводится для коррекции искажений АЧХ вносимых транзистором. В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в области верхних частот, при оптимальном значении равном

    ,                                                                             (1.12)

    описывается выражением

    ,

    где =×;                                                                            (1.13)

    =;                                                                         1.14)

    =;                                                                             (1.15)

                                                      (1.16)

    и определяются выражениями (1.4) и (1.5).

    При заданном ,  каскада равна:

     =.                                                                     (1.17)

    Значения ,  каскада рассчитываются по формулам (1.7), (1.8).

    Пример 3 Рассчитать , , , ,  каскада с ВЧ индуктивной коррекцией, схема которого приведена на рисунке 3.1, при использовании транзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 1) и условий =0,9; =10; =50 Ом.

    Решение. По известным  и  из (1.13) получим =10,5 Ом. Зная  из (1.14) найдем =13,3 Ом. Рассчитывая   по (1.16) и подставляя в (1.12) получим =13,7×10-9 Гн. Определяя tк по (1.15) и подставляя в (1.17) определим =350 МГц. По формулам (1.7), (1.8) найдем  =196 пФ, =126 Ом.

    3.2 ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КАСКАД

    Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 3.2.

    Рисунок 3.2 - Схема промежуточного каскада с высокочастотной индуктивной коррекцией

    В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в области верхних частот, при оптимальном значении  равном

    = ×,                                                                              (1.18)

    Страницы: 1, 2, 3, 4


    Приглашения

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хореографического искусства в рамках Международного фестиваля искусств «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хорового искусства в АНДОРРЕ «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»




    Copyright © 2012 г.
    При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.