Моделювання відеопідсилювача
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
>
Цим вимогам повністю відповідає транзистор 2N4400. Параметри транзистора приведені в таблиці.
НайменуванняПозначенняЗначенняСкЄмкість колекторного переходу6.5 пФFтГранична частота транзистора200 МГцTоМаксимальна температура середовища150оСIкбоЗворотний струм колектор-база10 мкАIк махМаксимальний струм колектора0.6 АUкеМаксимальна напруга колектор-емітер40 В
Розрахунок вихідного каскада
Вихідний каскад виберемо із спільним емітером, тому що в цього каскада найбільший коефіцієнт підсилення. Кінцевий каскад буде без термостабілізації, тому що це знизить коефіцієнт підсилення, а нам це не бажано.
Реалізацію кінцевого каскада виконав по загальній схемі каскада підсилювача разом з конденсатором, який для нашого підсилювача є навантаженням, і резистором, який підключимо паралельно навантаженню, щоб зменшити час заднього фронта імпульсу, і підберемо опір цього резистора так, щоб забезпечити потрібний коефіцієнт підсилення і зменшити час встановлення імпульсу.
Вибір необхідного значення напруги джерела живлення Еж .
Напруга на навантаженні із завдання повинна бути 1В. Отже враховуючи падіння напруги на навантаженні і падіння напруги на колектор-емітер, напругу живлення ми виберемо із рекомендованого ряду:
=(5;6;6.3;9;10;12;12.6;15;20;24;27;30;36)
Найоптимальнішим варіантом для нас є значення
Вибір режиму транзистора
Наш підсилювач буде підсилювати сигнал однієї полярності тому виведемо його робочу точку в клас В, в цього класу КПД приблизно дорівнює 75%.
Коефіцієнт підсилення всього підсилювача дорівнює 135. На першому каскаді великого підсилення ми не отримаємо, бо там великий вхідний опір, на другому каскаді ми введемо термостабілізацію, яка зменшить коефіцієнт підсилення, а на третьому можна зробити максимальне підсилення. Тому коефіцієнти підсилення ми розподілимо наступним чином: вхідний каскад , проміжний каскад , вихідний каскад
Мал. №2. Схема вихідного каскада.
Мал. №3. Вихідні характеристики транзистора.
Мал. №4. Вхідні характеристики транзистора.
По вхідним и вихідним характеристикам транзистора визначаємо:
В нашого підсилювача навантаженням є конденсатор, тому щоб зменшити час заднього фронта імпульсу підключимо паралельно резистор, підібравши його опір так щоб забезпечити потрібний коефіцієнт підсилення і зменшити час встановлення імпульсу.
У транзистора 2N4400 , щоб транзистор нормально працював потрібно, щоб струм =70% максимального, тому:
Резистори будемо вибирати із номінального ряду Е96:
Розрахуємо значення ємностей перехідних конденсаторів , величина ємностей конденсаторів розраховується із умови, що при збільшені ємнісного опору на 50% на нижній граничній частоті напруга на виході повинна становити приблизно 90% вхідної. Виходячи з цього значення ємностей конденсаторів розраховуються за формулою:
Після обчислень отримав такі значення R9, R10 і R11:
Розрахунок проміжного каскада
У проміжний каскад ми введемо термостабілізацію по струму і напрузі, використаємо схему із спільним емітером. Схеми каскаду із загальним емітером дуже чутлива до змін температури, оскільки положення точки спокою на прямій навантаження визначається параметрами транзистора, які залежать від температури. До колекторного переходу ; коефіцієнт посилення по струму ; напруга на переході емітер - база.
Зміна вказаних параметрів транзистора в діапазоні температури викликає зсув робочої точки спокою на прямій навантаження, що може привести до лінійних спотворень або навіть відсічення вихідного сигналу підсилювача. Тому при роботі транзисторних підсилювачів в широкому діапазоні температур необхідно прийняти заходи по забезпеченню стабільності точки спокою. Найширше використовується негативний зворотний звязок по постійному току або напрузі.
На мал. 5 приведена схема з ОЕ, в якій стабільність робочої точкі забезпечується за допомогою резистора , що створює негативний зворотний звязок по струму.
Для виключення зворотного звязку по змінному струму резистор шунтують конденсатором С1. Резистори R5 і R8 забезпечують заданий потенціал на базі транзистора при виборі положення робочої точки спокою. Резистор R6 забезпечує відємний зворотній звязок по напрузі.
Термостабілізацію ми будемо робити тільки на другому каскаді, тому що на першому коефіцієнт підсилення малий і мало впливає на роботу схеми. На останньому каскаді ми не можемо зробити термостабілізацію, бо зменшиться коефіцієнт підсилення, а зменшення коефіцієнта підсилення на другому каскаді ми компенсуємо на третьому.
Вибір режиму транзистора
По входным и выходным характеристикам транзистора определяем:
Мал. №5. Схема проміжного каскада, виконана по схемі зі спільним емітером.
Обрахунок термостабілізації:
Виберемо напругу емітера , струм дільника і напругу живлення ;
Потім розрахуємо .
Напруга емітера вибирається рівною порядку . Виберемо .
Струм дільника выбираєтся рівним , де - базовий струм транзистора.
Напруга живлення розраховується по формулі:
Розрахунок величин резисторів проводиться по наступних формулах:
<