Усилитель широкополосный
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
;
В данном случае требуемые предельные значения и , определенные по соотношениям, приведенным выше, оказываются значительно меньше аналогичных справочных значений для маломощных транзисторов, что указывает на малосигнальный режим работы каскада. В этом случае основным критерием выбора транзистора являются и тип проводимости. Рассмотрим основные параметры некоторых транзисторов средней и малой мощности [2]. Их сравнительный анализ выявит наиболее подходящий для работы в промежуточном каскаде. Формулы для расчета необходимых характеристик приведены в разделе 4.1(4.1.12 - 4.1.21). Опустив все численные расчеты, сведем величины, необходимые для анализа, в таблицу 4.2.1
Таблица 4.2.1 - Параметры выбранных транзисторов в выходном каскаде
Транзистор КТ339А2900.170.831.650.4КТ355А6000.230.982.328.3КТ367А9090.130.641.416.3КТ610А851.46.94.7262КТ610Б850.94.41.3227
Анализ полученных результатов:
1.Маломощные транзисторы не подходят нам, так как обладают коэффициентом усиления примерно равным единице; другими словами каскад, построенный на маломощном транзисторе, не дает усиления.
2.Транзисторы средней мощности.
Достоинства: коэффициент усиления больше единицы.
Недостатки: большая входная динамическая емкость каскада(КТ610А,Б), а так же небольшое входное сопротивление (КТ610А,Б).
Для устранения обозначенных во втором пункте недостатков введем обратную связь в реостатный каскад. Расчеты следует проводить по следующим формулам [2,3]:
,(4.2.1)
где А - глубина обратной связи.
(4.2.2)
(4.2.3)
(4.2.4)
Для более детального анализа рассмотрим обратную связь при глубине A=2;4. Опустим численный расчет, результаты сведем в таблицу 4.2.2.
Таблица 4.2.2 - Параметры первого промежуточного каскада с введенной обратной связью различной глубины, для различных транзисторов
Транзистор А2222КТ610А1703.42.9133КТ355А18000.492367,8КТ610Б1702.21,8116
Анализ полученных данных:
. Входное сопротивление с ростом глубины обратной связи увеличивается.
. Входная динамическая емкость велика; дальнейшее увеличение глубины обратной связи приведет к снижению коэффициента усиления.
Вывод: полученные результаты говорят о том, что предоконечный каскад, построенный на простом реостатном каскаде, способен реализовать усиление близкое к единице.
Опираясь на сделанный вывод, попробуем использовать в качестве промежуточного каскада эмиттерный повторитель.
Выберем транзистор, который подошёл бы для реализации предоконечного каскада. Таким может стать кремниевый транзистор КТ355А. Он имеет следующие параметры:
граничная частота транзистора
максимальное напряжение коллектор-эмиттер
максимальный ток коллектора
ёмкость коллекторного перехода
постоянная времени цепи обратной связи
статический коэффициент передачи тока
максимальная рассеиваемая мощность коллектора
обратный ток коллектора
Его схема рассчитываемого каскада изображена на рисунке 4.2.1
Рисунок 4.2.1 - Промежуточный каскад
.2.1 Выбор режима транзистора
Поскольку транзистор предоконечного каскада теперь работает в малосигнальном режиме, то целесообразно вести расчет параметров транзистора не отталкиваясь от выходного напряжения каскада. В этом режиме зададимся удобной рабочей точкой примем и аналогично расчету предыдущей цепи найдем . Падение напряжения на , которое возьмем равным , составит . Таким образом, для работы данного каскада понадобится напряжение равное . Поскольку источник питания имеет напряжение , а применение нескольких источников питания в усилителе нецелесообразно, то придется включать данный каскад через гасящий фильтр.
Нагрузкой предоконечного каскада является входное сопротивление оконечного каскада. Найдем
2.2.2 Расчет параметров транзистора
Расчет режима транзистора предоконечного каскада будем производить с учетом того, что сопротивлением нагрузки теперь будет являться входное сопротивление оконечного каскада, которое равно . Из ряда номинальных значений элементов Е24 есть равное . Его мы и возьмем в качестве сопротивления эмиттера.
По формулам (4.1.8),(4.1.12)-(4.1.15) находим
Рассчитаем глубину обратной связи и будем считать все параметры, учитывая ее
(4.2.1)
;(4.2.2)
.2.3 Расчет усилителя в области высоких частот
Пользуясь уже известными формулами (4.1.16)-(4.1.19) находим
Найдем используя формулу (4.2.3) с учетом обратной связи
;(4.2.3)
Определим входную динамическую ёмкость по формуле (4.2.4) и входное сопротивление транзистора по входной характеристике и (4.1.21)
(4.2.3)
С учетом обратной связи входное сопротивление будет
(4.2.4)
Так как эмиттерный повторитель имеет индуктивное выходное сопротивление, то нам надо рассчитать резонансную частоту параллельного контура образованного входной динамической емкостью следующего каскада и индуктивным сопротивлением эмиттерного повторителя.
,
где m=(1,2…1,6)(4.2.5)
(4.2.6)
Получили частоту резонанса почти на порядок большую чем верхняя граничная частота данного усилителя, следовательно, этого резонанса можно не опасаться.
.2.4 Расчет цепей питания
Из входной характеристики найдем значение напряжения . Оно равно . Ток базы при этом равен . Зададимся током делителя . Значения элементов схемы найдутся из формул (4.1.23)-(4.1.24)
П?/p>