Усилитель гармонических сигналов. Расчет числа каскадов и транзисторов. Блокировочные и разделительные конденсаторы. Основные показатели каскада. Использование предмощного каскада с низким входным и выходным сопротивлением. Амплитудный коллекторный ток.
Аннотация к работе
Рассчитать усилитель гармонических сигналов, удовлетворяющий следующим требованиям: ЭДС входного сигнала: E = 2 МВ. Активное сопротивление нагрузки: RНД = 100k Ом. Пассивное сопротивление нагрузки: СНД = 5п Ф Частотные искажения (НЧ): МН = 2,8 ДБ.Хорошие частотные свойства такого каскада и высокую термостабильность режима можно обеспечить при использовании предмощного каскада с низким входным выходным сопротивлением например, секции общий эмиттер - коллекторный повторитель типа К265УВ7.Усилитель должен иметь следующий расчетный коэффициент усиления: (3.1) где КЗ - коэффициент запаса усиления равный 1,5. Найдем выигрыш площади усиления при простой параллельной коррекции по графику /1, рис.1, с.15/ при относительной глубине коррекции : (3.10) Данный транзистор имеет достаточно высокую крутизну, что обеспечивает малое выходное сопротивление повторителя и, как следствие, хорошие частотные свойства следующего за ним каскада. Нестабильность усиления каскада: Для расчета емкости коррекции оценим постоянные времени каскада: Корректирующее звено: Оптимальный коэффициент коррекции: Корректирующая емкость: Задаем для расчета переходных и блокировочных емкости: Эквивалентная постоянная времени каскада на нижних частотах: Рассчитываем для каждой из емкости постоянные времени: Эквивалентное сопротивление для нижних частот: Для входной разделительной емкости: Для блокировочной емкости в эмиттере: Рассчитаем величины для каждого конденсатора: Расчет промежуточного каскада II: Нагрузка каскада Нестабильность усиления каскада: Для расчета емкости коррекции оценим постоянные времени каскада: Корректирующее звено: Оптимальный коэффициент коррекции: Корректирующая емкость: Задаем для расчета переходных и блокировочных емкости: Эквивалентная постоянная времени каскада на нижних частотах: Рассчитываем для каждой из емкости постоянные времени: Эквивалентное сопротивление для нижних частот: Для выходной разделительной емкости: Для входной разделительной емкости: Для блокировочной емкости в эмиттере: Рассчитаем величины для каждого конденсатора: Расчет промежуточного каскада I: Нагрузка каскадаСогласование с внешней нагрузкой обеспечивается выбором , что дает значение сопротивления нагрузки транзистора: . Амплитуда переменной составляющей коллекторного тока: . Амплитуда постоянной составляющей коллекторного тока: . UHC - постоянная составляющая напряжения на выходе ИС К265УВ7.Рассчитаем основные параметры транзистора в рабочей точке: (4.12)Постоянная времени каскада на верхних частотах: (4.26)Постоянная времени каскада усилителя на низких частотах: (4.30) Пусть a1=0.4, тогда постоянная времени и эквивалентное сопротивление для разделительного конденсатора оконечного каскада: (4.31)Рисунок 4.2 - АЧХ нижних частот выходного каскадаРисунок 4.3 - АЧХ верхних частот выходного каскада В соответствии с рекомендациями РТМ между выводами 11 и 13 ИС надо включить дополнительный резистор Rд=160Ом, уменьшающий эмиттерное сопротивление первого транзистора до величины: . Рассчитаем коллекторные токи: , (5.2) где EK=12.6В - напряжение питания ИС К265УВ7;В ИС К265УВ7 используются транзисторы КТ307Б, они имеют следующие параметры: bmin=40 bmax=160 ft=250МГЦ СЭ=4.5ПФ СК=4.7ПФВходные сопротивления первого и второго транзисторов определяются из: Rвх.т1=rб"б r*б"э=160 2739=2898 Ом (5.20) Выходное сопротивление секции: (5.22) Коэффициент усиления при работе без дополнительной обратной связи: (5.23)Для второй блокировочной емкости которая устанавливается между выводами 11 и 12: (5.35)Амплитудно-частотная характеристика: .Рисунок 5.3 - АЧХ верхних частот третьего каскадаРезультаты расчета режима работы транзисторов совпадают с расчетами последующего (третьего, предвыходного) каскада за исключением некоторых параметров: Постоянная времени первого транзистора равна: (6.1)Для второй блокировочной емкости которая устанавливается между выводами 11 и 12: (6.13)Амплитудно-частотная характеристика: .Амплитудно-частотная характеристика: , (6.20) где7.1 - Входной каскад (истоковый повторитель)Будем использовать транзистор КП202Д-1.Зададим и : (7.3)Для истокового повторителя расчет будем проводить только для области нижних частот. В области верхних частот характеристику можно принять равной единице (нет искажений).Амплитудно-частотная характеристика: .Амплитудно-частотная характеристика: , (8.
План
Содержание
1. Техническое задание
2. Анализ технического задания
3. Расчет числа каскадов, выбор типов ИС и транзисторов