Определение числа каскадов. Распределение искажений на ВЧ. Расчёт оконечного каскада. Расчёт выходной корректирующей цепи. Выбор входного транзистора. Расчёт предоконечного каскада. Расчёт входного каскада. Расчёт разделительных конденсаторов.
Аннотация к работе
Основная цель работы - получение необходимых навыков практического расчета радиотехнического устройства (усилителя-корректора), обобществление полученных теоретических навыков и формализация методов расчета отдельных компонентов электрических схем. Усилители электрических сигналов применяются во всех областях современной техники и народного хозяйства: в радиоприемных и радиопередающих устройствах, телевидении, системах звукового вещания, аппаратуре звукоусиления и звукозаписи, радиолокации, ЭВМ.Так как на одном каскаде невозможно реализовать усиление 30ДБ, то для того, чтобы обеспечить такой коэффициент усиления, используем сложение каскадов.По заданию, допустимые искажения АЧХ, вносимые данным устройством, равны 3ДБ.Согласно закону Ома: Uвых=IВЫХRН (2.1) Выходная мощность: Рисунок 2.1. Найдем напряжение питания: Еп=Uкэ0 Rk?Ik0=7 50?0,22=18 В. На рисунке 3.2. i(u) - нагрузочная прямая попостоянному току (красная) y(u) - нагрузочная прямая попеременному току (синяя) Рассчитаем мощность: Рпотр=Ік0?Еп=0,22?18=3,96 Вт (2.7а)Uкэ.доп >1,2?Uкэ0 Pk.доп >1,2?Рк0 ft»3?10?fв , где индекс “доп” означает максимально допустимое значение, Ік - ток коллектора, Uкэ - напряжение между коллектором и эмиттером, Рк - мощность, рассеиваемая на коллекторе, fв - верхняя частота. Подставим численные значения: Ік.доп >0,132 А Uкэ.доп >8,4 ВВ данном пункте рассчитываются эквивалентные схемы транзистора, низкочастотная - схема Джиаколетто и высокочастотная - однонаправленная модель. Схема Джиаколетто [2] а). Элементы схемы Джиаколетто: gб=0,934 Ом-1 gбэ=16,8?10-3 Ом-1 gi=13,3?10-3 Ом-1Найдем мощность, рассеиваемую на Rэ: Рабочая точка: Ік0=0,11 А Uкэ0=7 В Тогда мощность, рассеиваемая на Rэ определяемая выражением (2.16), равна: PRЭ=Ik0?Uэ=0,11?3=0,33 Вт. Найдем необходимое Еп для данной схемы: Еп=URЭ Uкэ0 URK=3 7 0=10 В. Найдем Lk, исходя из условий, что на нижней частоте полосы пропускания ее сопротивление много больше сопротивления нагрузки. Найдем ЕП: ЕП=Uкэ 02 UR4=7 1,5=8,5 В, (2.25) где Uкэ 02 - напряжение в рабочей точке второго транзистора.Нормировка элементов производится по формулам (2.31): , (2.31) где Rнор и wнор - сопротивление и частота, относительно которых производится нормировка, L, C, R - значения нормируемых элементов В таблице 7.1 [4] находим нормированные значения L1 и С1, соответствующие найденному СВЫХН.Чтобы обеспечить подъем АЧХ, воспользуемся межкаскадной корректирующей цепью четвертого порядка [5]. Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 3.9. Так как неравномерность АЧХ всего устройства составляет ±1,5ДБ, а число каскадов равно трем, то на каждый каскад приходится неравномерность АЧХ=±0,5ДБ. Нормированные значения элементов корректирующей цепи взяты из таблицы 9.1, исходя из заданных частотных искажений [5]. Рассчитаем нормированное значение выходной емкости первого транзистора (Свых1) по формуле (2.31).Электрические параметры транзистора 2Т911А: 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, Іэ=200МА (типовое значение): b=40В 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. Эквивалентные схемы транзистора представлены в пункте 2.3.3. Мощность, рассеиваемая на Rэ находится по формуле (2.16): PRЭ=16,7 ?3=50,1 МВТ.По таблице [5] найдем коэффициенты, соответствующие нулевому подъему АЧХ и неравномерности ±0,5ДБ Рассчитаем нормированное значение выходной емкости первого транзистора (Свых1) по формулам (2.31).Рабочая точка для этого транзистора имеет такое же напряжение, но ток меньше, чем у предоконечного каскада в ‘коэффициент усиления предоконечного каскада’ раз.Сначала найдем Cu кэ , чтобы найти Rб. Так как в справочнике Cu кэ найдена при напряжении 28 В, а нам необходима при 10 В, то, используя формулу (2.8), получим: Ф. Теперь найдем Rб по формуле (2.9): Ом. Найдем Rвых по формуле (2.15). Коэффициент усиления транзистора находится по формуле (2.14), где a0 и rэ - из (2.13) и (2.10) соответственно: , ОмВ соответствии с таблицей 9.1 [5], для нулевого подъема и с неравномерностью АЧХ=±0,5ДБ: Здесь нормируем относительно сопротивления генератора (Rг) и верхней частоты.Найдем искажения, вносимые разделительными и блокировочными конденсаторами [4]: ДБ=1,05 раз. Искажения, вносимые каждым конденсатором: В общем виде: , (2.42) где fн - нижняя частота,R1, R2 - обвязывающие сопротивления Рисунок 2.11 - Входной каскад с разделительными и блокировочными конденсаторами. Найдем Rp1, Rp2, Rp3, исходя из формулы: , (2.44) где S210 - коэффициент усиления соответствующего транзистора, для выходного каскада R3=Rн, а для остальных двух - R1,2=R2 соответствующего каскада.В результате выполненной курсовой работы получена схема
План
Содержание
1. Введение 4
2. Основная часть 5
2.1. Определение числа каскадов 5
2.2. Распределение искажений на ВЧ 5
2.3. Расчет оконечного каскада 5
2.3.1. Расчет рабочей точки 5
2.3.2. Выбор транзистора 8
2.3.3. Расчет эквивалентных схем транзистора 9
2.3.4. Расчет цепей питания и термостабилизации 11
2.3.5. Расчет выходной корректирующей цепи 14
2.3.6. Расчет межкаскадной корректирующей цепи 16
2.4. Выбор входного транзистора 18
2.5. Расчет предоконечного каскада 19
2.5.1. Расчет рабочей точки 19
2.5.2. Эмиттерная термостабилизация 19
2.5.3. Расчет элементов ВЧ коррекции и коэффициента усиления 20
2.6. Расчет входного каскада 22
2.6.1. Расчет рабочей точки 22
2.6.2. Однонаправленная модель входного транзистора 22
2.6.3. Эмиттерная термостабилизация 23
2.6.4. Расчет элементов ВЧ коррекции и коэффициента усиления 24
2.7. Расчет разделительных и блокировочных конденсаторов 25
3. Заключение 30
Список использованной литературы 31
Схема принципиальная 32
Спецификация 33
Введение
Основная цель работы - получение необходимых навыков практического расчета радиотехнического устройства (усилителя-корректора), обобществление полученных теоретических навыков и формализация методов расчета отдельных компонентов электрических схем.
Усилители электрических сигналов применяются во всех областях современной техники и народного хозяйства: в радиоприемных и радиопередающих устройствах, телевидении, системах звукового вещания, аппаратуре звукоусиления и звукозаписи, радиолокации, ЭВМ. Также они нашли широкое применение в автоматических и телемеханических устройствах, используемых на современных заводах. Как правило, усилители осуществляют усиление электрических колебаний, сохраняя их форму. Усиление происходит за счет электрической энергии источника питания. Т. о., усилительные элементы обладают управляющими свойствами.
Устройство, рассматриваемое в данной работе, может широко применяться на практике.
Устройство имеет немалое научное и техническое значение благодаря своей универсальности и широкой области применения.