Выбор типа транзисторов и определение величины сопротивления нагрузки. Расчет структурной схемы предварительного усилителя, принципиальной схемы ПУ, эмиттерного повторителя и усилительных каскадов на биполярном транзисторе. Коррекция частотных искажений.
Аннотация к работе
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИТип передающей трубки ЛИ-415; Ток сигнала передающей трубки = 0.3 МКА; Когда выбрана подходящая антенна это не означает, что сигнал с нее будет достаточен для качественного просмотра. Существуют еще потери сигнала в кабеле и элементах разводки (распределения сигнала на несколько потребителей). Поэтому, как правило, возникает необходимость в усилении этого сигнала.Предварительный усилитель (ПУ) телевизионной передающей камеры является важным элементом тракта, существенно влияющим на качество изображения в телевизионном вещании. Для телевизионного вещания считается, что отношение сигнал/помеха (Y) более 33ДБ дает отличное изображение, при Y =33ДБ - хорошее, а при Y =27ДБ - удовлетворительное. Передающие ТВ трубки с внутренним фотоэффектом создают ток сигнала в пределах 0.1?0.3 МКА. ФП, возникающие в самих передающих трубках, невелики и поэтому считается, что результирующее отношение сигнал/помеха в основном определяется ПУ ТВ камеры. Сравнение напряжения сигнала с напряжением шумов, создаваемым сопротивлением нагрузки, показывает, что с ростом Rн сигнал растет быстрее, чем шум, а, следовательно, увеличение Rн приводит к увеличению отношения сигнал/шум, (?).Из выше сказанного видно, что повысить соотношение сигнал/шум можно увеличением нагрузочного сопротивления трубки Rн до значения практически в 1000,10000 раз превышающего сопротивление, при котором еще обеспечивается равномерность АЧХ на верхних частотах полосы пропускания ПУ. Этот способ повышения y называется простой противошумовой коррекцией, предложенного Г.В. Брауде. С помощью простой противошумовой коррекции удается значительно, на 20?30(ДБ) повысить отношение сигнал/шум, это определяет ее широкое использование в ПУ.Блок 1 может содержать несколько усилительных каскадов, при этом первый каскад выполняется на полевом транзисторе. Схема корректирующей цепи ослабляет сигнал на нижних частотах во столько же раз, во сколько сигнал ослабляется на высоких частотах цепью RHCH. После цепи коррекции величина сигнала не должна быть меньше входного, чтобы не ухудшилось отношение сигнал/шум. Чтобы осуществить согласование и ослабить влияние последующих цепей на работу ПУ выходной каскад (блок 4) строится по схеме эмиттерного повторителя ЭП. Как отмечалось, величина сигнала после корректирующей цепи не должна быть меньше входного, чтобы выдержать требуемое соотношение сигнал/шум.Расчет принципиальной схемы ПУ ведется также как и любых широкополосных усилителей, начиная с его выхода ко входу.Поэтому в предварительных расчетах следует полагать, что коэффициент передачи ЭП ~ 0.5.Все усилительные каскады ПУ выполняются на биполярных транзисторах, рисунок 5. От выбора режима работы транзистора зависит:-усиление; При выборе рабочей точки сравнивают постоянную составляющую тока коллектора, рассчитываемого каскада, с переменной составляющей тока базы следующего каскада: ІКО min = (2?4)Іб max сл (17) а коллекторное напряжение - с напряжением насыщения: UKO min = (2?3)UK нас (18) Зная ток и напряжение в рабочей точке, потенциал базы относительно земли находится так: Uб = Uбэ (0.1?0.3)Еп (19) Величину этого сопротивления можно найти зная требуемый коэффициент усиления по напряжению для данного каскада .Следует выбирать ІКО = ІСО = (2-4)(МА); Uкэ = Uси ? (2-5)(В) (возьмем ІКО = ІСО = 4 МА, Uкэ = Uси=10 В); , а напряжение питания распределяется между транзисторами поровну. Повходным характеристикам полевого транзистора выбирают ІСО, Uзи0 , а повыходным Uси0. ICO=4 МА, Uзи0=-0,8 В, Uси0=10 В.Существует несколько способов коррекции частотных искажений входной цепи предварительного усилителя. Для низких частот сопротивление емкостей С1 и С2 велико, коэффициент передачи делителя определяется соотношением сопротивлений: R2/(R1 R2) На высоких частотах коэффициент передачи будет определяться соотношением емкостей и при условии, что С1 = С2 равен-0.5 . RHCH = R1С1, тогда соотношение сопротивлений делителя находится из выражения : (33) при условии, что С1 = С2 . Для этой схемы имеем: и При a = b уравнение переходной характеристики будет таким: Разлагая, как и прежде показательную функцию в ряд получим для скола вершины импульса выражение: Если a?b, то переходная характеристика будет иметь вид: Дополнительные сведения по НЧ коррекции имеются в /3 , 4/.В курсовой работе я спроектировал и рассчитал предварительный усилитель телевизионной камеры, а также определить искажения усилителя в области низких и верхних частот.