ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ПОДЪЁМОМ АЧХ
Коэффициент усиления по мощности при Uкэ=28В, Тк(40(С, на частоте
f=1,8ГГц при Рвых=0,8Вт:
Gном1,2=2
Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ при Uкэ=5В, Iэ=200мА
(типовое значение):
(=40
Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ при Uкэ=12В,
Iк=200мА:
fТ=3060МГц
Ёмкость коллекторного перехода при Uкб=28В:
СUкэ=4пФ
Постоянная времени цепи ОС на ВЧ при Uкб=10В, Iэ=30мА, f=5МГц:
(с=25пФ
Предельные эксплуатационные данные транзистора 2Т911А:
Средняя рассеиваемая мощность в динамическом режиме
Рк=3Вт
По всем параметрам нам подходит транзистор 2Т911А.
Подставив в формулу (2.41) справочные значения коэффициента усиления и
верхней частоты транзистора, найдём максимальную частоту:
[pic],
где fвТР – граничная частота транзистора.
Таким образом fмах=[pic]1,8(109=2,5 ГГц
Подставив в формулу (2.41) найденное значение максимальной частоты и
верхнюю частоту заданной полосы, найдём усиление:
[pic][pic]
Найдём выходное сопротивление транзистора (Rвых):
Uкб=55 В, Iк=400 мА
[pic]Ом.
2.5. Расчёт предоконечного каскада
2.5.1. Расчёт рабочей точки
В данном каскаде используем транзистор КТ939, то есть такой же, как и в
выходном каскаде.
Чтобы для всего усилительного каскада использовалось одно и тоже питание,
рабочая точка для этого транзистора имеет такое же напряжение, но ток
меньше, чем у выходного каскада в ‘коэффициент усиления конечного каскада’
раз.
Uкэ0=7 В,
[pic] мА.
Таким образом рабочая точка: Iк0=16,7 мА
Uкэ0=7 В
Эквивалентные схемы транзистора представлены в пункте 2.3.3.
2.5.2. Эмиттерная термостабилизация
Возьмём напряжение на эмиттере Uэ=3 В.
Мощность, рассеиваемая на Rэ находится по формуле (2.16):
PRэ=16,7[pic](3=50,1 мВт.
Еп для данной схемы находится по формуле (2.17):
Еп=3+7+0=10 В.
Рассчитаем Rэ, Rб1, Rб2 в соответствии с формулами (2.18)-(2.22)
[pic]Ом,
[pic] мА,
ток базового делителя: Iд=10(Iб=1,48 мА,
[pic] Ом,
[pic] Ом.
Схема каскада с эмиттерной термостабилизацией приведена на рисунке 2.7.
Найдём Lк, исходя из условий, что на нижней частоте полосы пропускания её
сопротивление много больше сопротивления нагрузки для данного транзистора.
В нашем случае:
[pic]нГн.
2.5.3. Расчёт элементов ВЧ коррекции и коэффициента усиления
По таблице [5] найдём коэффициенты, соответствующие нулевому подъёму АЧХ
и неравномерности (0,5дБ
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Рассчитаем нормированное значение выходной ёмкости первого транзистора
(Свых1) по формулам (2.31).
Здесь нормируем относительно выходного сопротивления входного транзистора
(Rвых1) и верхней частоты.
Свых1Н=Свых1(Rвых1(2(fв=5,1(10-12(137,5(2((200(106=0,88
[pic]
По формулам (2.34)-(2.39) найдём элементы коррекции:
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
В соответствии с (2.32) разнормируем элементы коррекции:
[pic] нГн
[pic] Ом
[pic] пФ
[pic] пФ
[pic] нГн.
Найдём коэффициент усиления предоконечного каскада по формуле (2.40), где
Rвх.н – входное сопротивление предоконечного транзистора, нормированное
относительно выходного сопротивления входного транзистора:
[pic]
2.6. Расчёт входного каскада
2.6.1. Расчёт рабочей точки
Рабочая точка для этого транзистора имеет такое же напряжение, но ток
меньше, чем у предоконечного каскада в ‘коэффициент усиления предоконечного
каскада’ раз.
Uкэ0=7 В,
[pic] мА.
Таким образом рабочая точка: Iк0=2,7 мА
Uкэ0=7 В
2.6.2. Однонаправленная модель входного транзистора
а). Сначала найдём Сu кэ , чтобы найти Rб.
Так как в справочнике Сu кэ найдена при напряжении 28 В, а нам необходима
при 10 В, то, используя формулу (2.8), получим:
[pic]Ф.
Теперь найдём Rб по формуле (2.9):
[pic]Ом.
Rвх=rб=1,5 Ом.
б). Найдём Rвых по формуле (2.15).
Uкб=55 В, Iк=400 мА
[pic]Ом.
в). Индуктивность входа
Lб=0,5 нГн, Lэ=0,55 нГн
Lвх= Lб+ Lэ=0,5+0,55=1,05 нГн
г). По формуле (2.8) рассчитаем выходную ёмкость
[pic]Ф.
Коэффициент усиления транзистора находится по формуле (2.14), где (0 и rэ
– из (2.13) и (2.10) соответственно:
[pic], [pic] Ом
[pic].
Т.о. элементы однонаправленной модели:
Lвх=1,05 нГн
Rвх=1,5 Ом
Rвых=137,5 Ом
Свых=20 пФ
Однонаправленная модель приведена на рисунке 3.6.
2.6.3. Эмиттерная термостабилизация
Возьмём напряжение на эмиттере равным Uэ=3 В.
В соответствии с формулой (2.16), мощность, рассеиваемая на Rэ равна
PRэ=2,7([pic](3=8,1 мВт.
По формулам (2.18)-(2.22) рассчитаем Rэ, Rб1, Rб2:
[pic]Ом,
[pic] мкА,
ток базового делителя: Iд=10(Iб=238 мкА,
[pic] Ом,
[pic] Ом.
Схема каскада с эмиттерной термостабилизацией приведена на рисунке 2.7.
Аналогично, как и для предыдущего каскада найдём Lк:
[pic]нГн.
2.6.4. Расчёт элементов ВЧ коррекции и коэффициента усиления
В соответствии с таблицей 9.1 [5], для нулевого подъёма и с
неравномерностью АЧХ=(0,5дБ:
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Здесь нормируем относительно сопротивления генератора (Rг) и верхней
частоты.
[pic]
Нормированные значения элементов находятся по формулам(2.34)-(2.39)
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
По (2.32) разнормируем элементы коррекции:
[pic] нГн
[pic] Ом
[pic] пФ
[pic] пФ
[pic] нГн.
Найдём коэффициент усиления входного каскада по формуле (2.40), но здесь
Rвх.н – входное сопротивление входного транзистора, нормированное
относительно сопротивления генератора:
[pic]раз=21,5дБ.
2.7. Расчёт разделительных и блокировочных конденсаторов
Найдём искажения, вносимые разделительными и блокировочными
конденсаторами [4]:
[pic]дБ=1,05 раз.
Искажения, вносимые каждым конденсатором:
[pic]
В общем виде:
[pic], (2.42)
где fн – нижняя частота,R1, R2 – обвязывающие сопротивления
[pic]
Рисунок 2.11 – Входной каскад с разделительными и блокировочными
конденсаторами.
[pic]
Рисунок 2.12 – Предоконечный каскад с разделительными и блокировочными
конденсаторами.
[pic]
Рисунок 2.13 –Оконечный каскад с разделительными и блокировочными
конденсаторами.
Сдоп выбирается таким, что на нижней частоте её сопротивление было много
меньше, чем R2, то есть:
[pic] (2.43)
В (2.43) подставим численные значения, и найдём Сдоп:
[pic]нФ,
[pic]нФ.
Найдём Rр1, Rр2, Rр3, исходя из формулы:
[pic], (2.44)
где S210 – коэффициент усиления соответствующего транзистора,
для выходного каскада R3=Rн, а для остальных двух – R1,2=R2
соответствующего каскада.
В соответствии с (2.44):
для входного каскада:
[pic] Ом,
для оконечного:
[pic] Ом,
для выходного:
[pic] Ом,
По (2.42) найдём Ср1, Ср2, Ср3.
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
По заданным искажениям найдём блокировочные конденсаторы (в нашем случае
Сэi), исходя из формулы:
[pic], (2.45)
где S – крутизна соответствующего транзистора,
Rэi – сопротивление эмиттера (схема термостабилизации) для
соответствующего транзистора.
Подставляя численные значения в (2.45), получим:
[pic]пФ,
[pic]нФ,
[pic]нФ.
Коэффициент усиления всего усилителя:
[pic]раз = 53,6 дБ.
3. Заключение
В результате выполненной курсовой работы получена схема электрическая
принципиальная усилителя-корректора. Известны топология элементов и их
номиналы. Поставленная задача решена в полном объеме, однако для
практического производства устройства данных недостаточно. Необходимая
информация может быть получена в результате дополнительных исследований,
необходимость которых в техническом задании настоящего курсового проекта не
указывается.
Таким образом, в данной курсовой работе был разработан усилитель-
корректор на транзисторах КТ911А и КТ939А, имеющий следующие технические
характеристики:
Полоса рабочих частот 10-200 МГц
Подъём АЧХ 5 дБ
Амплитуда выходного напряжения 5В
Коэффициент усиления 50дБ
Напряжение питания 10В
Сопротивления генератора и нагрузки 50 Ом
Список использованной литературы
1. Полупроводниковые приборы : Транзисторы. П53 Справочник / В.Л. Аронов,
А.В. Баюков, А.А. Зайцев и др. Под общ. ред. Н.Н. Гарюнова. – 2-е изд.,
перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1985 – 904 c., ил.
2. Мамонкин И.Г. Усилительные устройства: учебное пособие для вузов. – М.:
Связь, 1977г.
3. А.А. Титов, Л.И. Бабак, М.В. Черкашин. Электронная техника. сер. СВ –
техника. Вып. 1 (475), 2000
4. Титов А.А. Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных
каскадов на биполярных транзисторах – http://referat.ru/download/ref-
2764.zip
5. Титов А.А. Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных
каскадов на полевых транзисторах – http://referat.ru/download/ref-2770.zip
[pic]
| | | | | | |
| | | | | |РТФ КП 468730.009 ПЭ3 |
| | | | | | |
|Изм|Ли|№ Докум |Подпи|Дат| |
|. |ст| |сь |а | |
|Выполн|Ломакин | | |Широкополосный усилитель с |Лит |Лис|Листов |
|ил |Д.С. | | |подъёмом АЧХ | |т | |
| | | | |Принципиальная схема | | | |
|Провер|Титов | | | | | | |2 |4 |
|ил |А.А. | | | | | | | | |
|Принял| | | | |ТУСУР, РТФ, |
| | | | | |гр.148-3 |
| | | | | | |
| | | | | | |
|Поз. |Наименование | |Примечание |
|обознач| |Кол.| |
|. | | | |
| | | | |
| |Конденсаторы ОЖО.460.107ТУ | | |
| | | | |
|С1 |К10-17а-120пФ± 10% |1 | |
|С2 |К10-17а-82пФ± 10% |1 | |
|С3 |К10-17а-56пФ± 10% |1 | |
|С4 |К10-17а-470пФ± 10% |1 | |
|С5 |К10-17а-12пФ± 10% |1 | |
|С6 |К10-17а-27пФ± 10% |1 | |
|С7 |К10-17а-1нФ± 10% |1 | |
|С8 |К10-17а-12пФ± 10% |1 | |
|С9 |К10-17а-4,7нФ± 10% |1 | |
|С10 |К10-17а-39пФ± 10% |1 | |
|С11 |К10-17а-47пФ± 10% |1 | |
|С12 |К10-17а-3,3нФ± 10% |1 | |
|С13 |К10-17а-47пФ± 10% |1 | |
|С14 |К10-17а-560пФ± 10% |1 | |
|С15 |К10-17а-12пФ± 10% |1 | |
|С16 |К10-17а-4,7пФ± 10% |1 | |
| | | | |
| |Дроссели ОЮО.475.000.ТУ | | |
| | | | |
|L1 |88нГн |1 | |
|L2 |12нГн |1 | |
|L3 |170нГн |1 | |
|L4 |245нГн |1 | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | |РТФ КП 468730.009 ПЭ3 |
| | | | | | |
|Изм|Ли|№ Докум |Подпи|Дат| |
|. |ст| |сь |а | |
|Выполн|Ломакин | | |Широкополосный усилитель с |Лит |Лис|Листов |
|ил |Д.С. | | |подъёмом АЧХ | |т | |
| | | | |Перечень элементов | | | |
|Провер|Титов | | | | | | |2 |4 |
|ил |А.А. | | | | | | | | |
|Принял| | | | |ТУСУР, РТФ, |
| | | | | |гр.148-3 |
| | | | | | |
| | | | | | |
|Поз. |Наименование | |Примечание |
|обознач| |Кол.| |
|. | | | |
| | | | |
|L5 |46нГн |1 | |
|L6 |170нГн |1 | |
|L7 |80нГн |1 | |
|L8 |13нГн |1 | |
|L9 |8мкГн |1 | |
|L10 |22нГн |1 | |
| | | | |
| |Резисторы ГОСТ 7113-77 | | |
| | | | |
|R1 |МЛТ – 0.25 –470 Ом ± 10% |1 | |
|R2 |МЛТ – 0.25 –56 Ом ± 10% |1 | |
|R3 |МЛТ – 0.25 –22 кОм ± 10% |1 | |
|R4 |МЛТ – 0.25 –15 кОм ± 10% |1 | |
|R5 |МЛТ – 0.25 –1,2 кОм ± 10% |1 | |
|R6 |МЛТ – 0.25 –4,7 кОм ± 10% |1 | |
|R7 |МЛТ – 0.25 –150 Ом ± 10% |1 | |
|R8 |МЛТ – 0.25 –3,9 кОм ± 10% |1 | |
|R9 |МЛТ – 0.25 –2,7 кОм ± 10% |1 | |
|R10 |МЛТ – 0.25 –180 Ом ± 10% |1 | |
|R11 |МЛТ – 0.25 –1,8 кОм ± 10% |1 | |
|R12 |МЛТ – 0.25 –47 Ом ± 10% |1 | |
|R13 |МЛТ – 0.25 –560 Ом ± 10% |1 | |
|R14 |МЛТ – 0.25 –390 Ом ± 10% |1 | |
|R15 |МЛТ – 0.25 –27 Ом ± 10% |1 | |
| | | | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | |РТФ КП 468730.009 ПЭ3 |
| | | | | | |
|Изм|Ли|№ Докум |Подпи|Дат| |
|. |ст| |сь |а | |
|Выполн|Ломакин | | |Широкополосный усилитель с |Лит |Лис|Листов |
|ил |Д.С. | | |подъёмом АЧХ | |т | |
| | | | |Перечень элементов | | | |
|Провер|Титов | | | | | | |3 |4 |
|ил |А.А. | | | | | | | | |
|Принял| | | | |ТУСУР, РТФ, |
| | | | | |гр.148-3 |
| | | | | | |
| | | | | | |
|Поз. |Наименование | |Примечание |
|обознач| |Кол.| |
|. | | | |
| | | | |
| |Транзисторы | | |
| | | | |
|V1 |2Т 9111 аА О.339.542 ТУ |1 | |
|V2,V3 |KT 939 aA o.339150ТУ |2 | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | |РТФ КП 468730.009 ПЭ3 |
| | | | | | |
|Изм|Ли|№ Докум |Подпи|Дат| |
|. |ст| |сь |а | |
|Выполн|Ломакин | | |Широкополосный усилитель с |Лит |Лис|Листов |
|ил |Д.С. | | |подъёмом АЧХ | |т | |
| | | | |Перечень элементов | | | |
|Провер|Титов | | | | | | |4 |4 |
|ил |А.А. | | | | | | | | |
|Принял| | | | |ТУСУР, РТФ, |
| | | | | |гр.148-3 |
| | | | | | |
| | | | | | |
Страницы: 1, 2
|