Усилитель мощности для 1-12 каналов TV
1. граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ [pic]МГц;
2. Постоянная времени цепи обратной связи [pic]пс;
3. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ [pic];
4. Ёмкость коллекторного перехода при [pic]В [pic]пФ;
5. Индуктивность вывода базы [pic]нГн;
6. Индуктивность вывода эмиттера [pic]нГн.
Предельные эксплуатационные данные:
1. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер [pic]В;
2. Постоянный ток коллектора [pic]А;
3.4.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора
Эквивалентная схема имеет тот же вид, что и схема представленная на
рисунке 3.3. Расчёт её элементов производится по формулам, приведённым в
пункте 3.3.3.
[pic]нГн;
[pic]пФ;
[pic]Ом
[pic]Ом;
[pic]Ом;
[pic]пФ.
3.4.4 Расчёт цепи термостабилизации
Для входного каскада также выбрана активная коллекторная
термостабилизация.
В качестве VT1 возьмём КТ814А. Выбираем падение напряжения на резисторе
[pic] из условия [pic](пусть [pic]В), тогда [pic]. Затем производим
следующий расчёт:
[pic];
(3.3.11)
[pic];
(3.3.12)
[pic];
(3.3.13)
[pic];
(3.3.14)
[pic],
(3.3.15)
где [pic] – статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ
транзистора КТ814;
[pic];
(3.3.16)
[pic];
(3.3.17)
[pic].
(3.3.18)
Получаем следующие значения:
[pic]Ом;
[pic]мА;
[pic]В;
[pic]А;
[pic]А;
[pic]Ом;
[pic]кОм
3.5 Расчёт корректирующих цепей
3.5.1 Расчёт выходной корректирующей цепи
Расчёт всех КЦ производится в соответствии с методикой описанной в [2].
Схема выходной корректирующей цепи представлена на рисунке 3.12
[pic]
Рисунок 3.3.12 Схема выходной корректирующей цепи
Выходную корректирующую цепь можно рассчитать с использованием
методики Фано, которая подробно описана в методическом пособии [2]. Зная
Свых и fв можно рассчитать элементы L1 и C1 .
Найдём [pic]– выходное сопротивление транзистора нормированное
относительно [pic] и [pic].
[pic]
(3.5.1)
[pic].
Теперь по таблице приведённой в [2] найдём ближайшее к рассчитанному
значение [pic] и выберем соответствующие ему нормированные величины
элементов КЦ [pic] и [pic].
[pic]
Найдём истинные значения элементов по формулам:
[pic];
(3.5.2)
[pic];
(3.5.3)
. [pic] Гн; (3.5.4)
[pic]Ф;
3.5.2 Расчёт межкаскадной КЦ
В данном усилителе имеются две МКЦ: между входным каскадом и каскадом
со сложением напряжений и на входе усилителя. Это корректирующие цепи
третьеого порядка. Цепь такого вида обеспечивает реализацию усилительного
каскада с наклоном АЧХ, лежащим в пределах необходимых отклонений
(повышение или понижение) с заданными частотными искажениями [2].
Расчёт межкаскадной корректирующей цепи, находящейся между входным
каскадом и каскадом со сложением напряжений:
Принципиальная схема МКЦ представлена на рисунке 3.3.13
[pic]
Рисунок 3.3.13. Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка
При расчёте используются однонаправленные модели на ВЧ входного и
предоконечного транзисторов. В схеме со сложением напряжений оба
транзистора выбираются одинаковыми. Возникает задача: выбор предоконечного
транзистора. Обычно его выбирают ориентировочно, и если полученные
результаты будут удовлетворять его оставляют.
Для нашего случая возьмём транзистор КТ913А (VT1), который имеет
следующие эквивалентные параметры:
Свых=5.5 пФ
Rвых=55 Ом
И транзистор КТ 934Б (VT2), имеющий следующие эквивалентные параметры:
Lвх=3.8 нГн
Rвх=0.366 Ом
При расчёте будут использоваться коэффициенты: [pic], [pic], [pic] ,
значения которых берутся исходя из заданной неравномерности АЧХ. Таблица
коэффициентов приведена в методическом пособии [2] В нашем случае они
соответственно равны: 2.31, 1.88, 1.67. Расчет заключается в нахождении
нормированных значений:[pic] и подставлении их в соответствующие формулы,
из которых находятся нормированные значения элементов и преобразуются в
действительные значения.
Итак, произведём расчёт, используя следующие формулы:
[pic],
[pic],
[pic]= [pic] - нормированные значения [pic], [pic], [pic].
Подставим исходные параметры и в результате получим:
[pic]
Зная это, рассчитаем следующие коэффициенты:
[pic];
[pic]; (2.32)
[pic];
получим:
[pic]
Отсюда найдем нормированные значения [pic], [pic], и [pic]:
[pic]
где [pic]; (2.33)
[pic];
[pic];
[pic].
При расчете получим:
[pic]
и в результате:
[pic]
Рассчитаем дополнительные параметры:
[pic] (2.34)
[pic] (2.35)
где S210- коэффициент передачи оконечного каскада.
Для выравнивания АЧХ в области нижних частот используется резистор [pic],
рассчитываемый по формуле:
[pic] (2.36)
Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:
[pic], [pic], [pic], (2.37)
[pic]
[pic]
[pic]
3.5.3 Расчёт входной КЦ
Схема входной КЦ представлена на рисунке 3.5.14. Её расчёт, а также
табличные значения аналогичны описанным в пункте 3.5.1.
[pic]
Рисунок 3.5.14 входная коректирующая цепь
Расчитаем входную коректирующую цепь:
[pic],
[pic],
[pic]= [pic] - нормированные значения [pic], [pic], [pic].
Подставим исходные параметры и в результате получим:
[pic]
Зная это, рассчитаем следующие коэффициенты:
[pic];
[pic]; (2.32)
[pic];
получим:
[pic]
Отсюда найдем нормированные значения [pic], [pic], и [pic]:
[pic]
где [pic]; (2.33)
[pic];
[pic];
[pic].
При расчете получим:
[pic]
и в результате:
[pic]
Рассчитаем дополнительные параметры:
[pic] (2.34)
[pic] (2.35)
где S210- коэффициент передачи оконечного каскада.
Для выравнивания АЧХ в области нижних частот используется резистор [pic],
рассчитываемый по формуле:
[pic] (2.36)
Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:
[pic], [pic], [pic], (2.37)
[pic]
[pic]
[pic]
На этом расчёт входного каскада закончен.
3.6 Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей
Дроссель в коллекторной цепи каскадов ставится для того, чтобы выход
транзистора по переменному току не был заземлен. Его величина выбирается
исходя из условия:
[pic].
(3.6.3)
[pic]мкГн.
Сопротивление и емкость обратной связи, стоящие в цепи базы выходного
транзистора расчитаем по формулам:
[pic]
[pic]
Подставив значения получим:
[pic][pic]
[pic]
Разделительные емкости.
Устройство имеет 4 реактивных элемента, вносящих частотные искажения
на низких частотах. Эти элементы – разделительные емкости. Каждая из этих
емкостей по техническому заданию должна вносить не более 0.75 дБ частотных
искажений. Номинал каждой емкости с учетом заданных искажений и
обвязывающих сопротивлений рассчитывается по формуле: [pic]
(1.38)
где Yн – заданные искажения;
R1 и R2 – обвязывающие сопротивления, Ом;
wн – нижняя частота, рад/сек.
Приведем искажения, заданные в децибелах:
[pic],
(1.39)
где М – частотные искажения, приходящиеся на каскад, Дб. Тогда
[pic] [pic]
Номинал разделительной емкости оконечного каскада:
[pic]
Номинал разделительной емкости стоящей в цепи коллектора транзистора с
общим эмиттером в каскаде со сложением напряжений:
[pic]Номинал разделительной емкости стоящей в цепи коллектора входного
транзистора:
[pic]Номинал разделительной емкости входного каскада:
[pic]
Емкость Сбл найдём из условия:
(XСбл( (( Rк, где Rк – сопротивление стоящее в цепи
коллектора транзистора активной коллекторной термостабилизации
представленной на рис.3.3.10.
(Хс(=(1/((((С(=1/((С
С=1/(Хс(((
Для расчета Сбл возьмем (Хс(=0.43 что 500 раз меньше Rк. В итоге
получим:
С=1/0.43(2(((230(106=1.6(10-9
Сбл=1.6 нФ
4. Заключение
Рассчитанный усилитель имеет следующие технические характеристики:
1. Рабочая полоса частот: 49-230 МГц
2. Линейные искажения
в области нижних частот не более 2 дБ
в области верхних частот не более 2 дБ
3. Коэффициент усиления 30дБ с подъёмом области верхних частот 6 дБ
4. Питание однополярное, Eп=16 В
5. Диапазон рабочих температур: от +10 до +60 градусов Цельсия
Усилитель рассчитан на нагрузку Rн=75 Ом
Усилитель имеет запас по усилению 5дБ, это нужно для того, чтобы в
случае ухудшения, в силу каких либо причин, параметров отдельных элементов
коэффициент передачи усилителя не опускался ниже заданного уровня,
определённого техническим заданием.
|Поз. | | | |
|Обозна-|Наименование |Кол. |Примечание |
| | | | |
|чение | | | |
| | | | |
| |Транзисторы | | |
| | | | |
|VT1 |КТ913А |1 | |
|VT2 |КТ814А |1 | |
|VT3 |КТ934Б |1 | |
|VT4 |КТ814А |1 | |
|VT5 |КТ934Б |1 | |
|VT6 |КТ814А |1 | |
| | | | |
| |Конденсаторы | | |
| | | | |
|С1 |КД-2-0.1нФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |
|С2 |КД-2-20пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |
|С3 |КД-2-16пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |
|С4, С8,|КМ-6-2.2нФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |4 | |
| | | | |
|С10,С12| | | |
|С5 |КД-2-200пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |
|С6 |КД-2-22пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |
|С7 |КД-2-7.6пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |
|С9 |КД-2-110пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |
| С11|КМ-6-16пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |
|С13 |КД-2-100пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |
|С14 |КМ-6-10пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |
| | | | |
| |Катушки индуктивности | | |
| | | | |
|L1 |Индуктивность 25нГн (5( |1 | |
|L2 |Индуктивность 12нГн (5( |1 | |
|L3 |Индуктивность 50нГн (5( |1 | |
|Др4- |Индуктивность 25мкГн (5( |5 | |
|Др8 | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | |РТФ КП 468740.001 ПЗ |
| | | | | | |
| | | | | | |Лит |Масса |М|
| | | | | | | | |а|
| | | | | | | | |с|
| | | | | | | | |ш|
| | | | | | | | |т|
| | | | | | | | |а|
| | | | | | | | |б|
|И|Лис|Nдокум. |Подп.|Дат|УCИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ | | | | | |
|з|т | | |а | | | | | | |
|м| | | | | | | | | | |
|Выполн|Далматов | | |ДЛЯ 1-12 КАНАЛОВ | | | | | |
|ил | | | | | | | | | |
|Провер|Титов | | |TV | | | | | |
|. |А.А. | | | | | | | | |
| | | | | |Лист |Листов|
| | | | | |ТУСУР РТФ |
| | | | |Перечень элементов |Кафедра РЗИ |
| | | | | |гр. 148-3 |
|Поз. | | | |
|Обозна-|Наименование |Кол. |Примечание |
| | | | |
|чение | | | |
| | | | |
| |Резисторы | | |
| | | | |
|R1 |МЛТ – 0.125 – 1.2 кОм |1 | |
| |(10(ГОСТ7113-77 | | |
|R2 |МЛТ – 0.125 – 18 кОм |1 | |
| |(10(ГОСТ7113-77 | | |
|R3 |МЛТ – 0.125 – 220 Ом |1 | |
| |(10(ГОСТ7113-77 | | |
|R4 |МЛТ – 0.125 – 2.2 кОм |1 | |
| |(10(ГОСТ7113-77 | | |
|R5 |МЛТ – 1 – 0.25 Ом (10(ГОСТ7113-77 |1 | |
|R6 |МЛТ – 0.125 – 6 кОм |1 | |
| |(10(ГОСТ7113-77 | | |
|R7,R11 |МЛТ – 0.125 – 160 Ом |2 | |
| |(10(ГОСТ7113-77 | | |
|R8,R12 |МЛТ – 0.125 – 820Ом |2 | |
| |(10(ГОСТ7113-77 | | |
|R9,R13 |МЛТ – 0.125 – 22 Ом |2 | |
| |(10(ГОСТ7113-77 | | |
|R10,R14|МЛТ – 1 – 2.5 Ом (10(ГОСТ7113-77 |2 | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | | | |
| | | | | |РТФ КП 468740.001 ПЗ |
| | | | | | |
| | | | | | |Лит |Масса |М|
| | | | | | | | |а|
| | | | | | | | |с|
| | | | | | | | |ш|
| | | | | | | | |т|
| | | | | | | | |а|
| | | | | | | | |б|
|И|Лис|Nдокум. |Подп.|Дат|УCИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ | | | | | |
|з|т | | |а |ОПОЛОСНЫЙ | | | | | |
|м| | | | | | | | | | |
|Выполн|Далматов | | |ДЛЯ 1-12 КАНАЛОВ | | | | | |
|ил | | | | | | | | | |
|Провер|Титов | | |TV | | | | | |
|. |А.А. | | | | | | | | |
| | | | | |Лист |Листов|
| | | | | |ТУСУР РТФ |
| | | | |Перечень элементов |Кафедра РЗИ |
| | | | | |гр. 148-3 |
| | | | | | |
| | | | | |РТФ КП 468740.001 Э3 |
| | | | | | |
| | | | | | |Лит |Масса |Масш|
| | | | | | | | |таб |
|Из|Лис|Nдокум. |Подп.|Дата| УCИЛИТЕЛЬ | | | | | |
|м |т | | | | | | | | | |
|Выполн|Далматов | | | 1-12 КАНАЛОВ | | | | | |
|ил | | | | | | | | | |
|Провер|Титов А.А.| | | | | | | | |
|ил | | | | | | | | | |
| | | | | |Лист |Листов |
| | | | | |ТУСУР РТФ |
| | | | |Принципиальная |Кафедра РЗИ |
| | | | |схема |гр. 148-3 |
Список использованных источников
1 Справочник полупроводниковые приборы /транзисторы средней и большой
мощности. Под ред. А.В.Голомедова. Издание третье. Москва 1995 г.
2 Титов А.А. Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных
каскадов на биполярных транзисторах – http://referat.ru/download/ref-
2764.zip
3 Широкополосные радиопередающие устройства /Алексеев О.В., Головков
А.А., Полевой В.В., Соловьев А.А.; Под ред. О.В. Алексеева.- М.: Связь.
1978 г.
4 Мамонкин И.Г. Усилительные устройства: Учебное пособие для вузов. –
М.: Связь, 1977.
5 Титов А.А. Расчет диссипативной межкаскадной корректирующей цепи
широкополосного усилителя мощности. //Радиотехника. 1989. № 2
-----------------------
[pic]
каскад
[pic]
[pic]
[pic]
30
60
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
UК
IК
0.4
0.8
1.2
R~
R=
UКЭ
IК
0.8
0.4
R~
R=
30
60
Iк
Uкэ
R~
15
0.8
0.4
R=
30
резистивный
дроссельный
со сложением напряжений
EП
В
60
30
15
PРАС
Вт
12
12
6
PПОТ
Вт
IK0
А
UK0
В
24
0.4
30
12
0.4
30
6
0.4
15
Страницы: 1, 2
|