Читайте данную работу прямо на сайте или скачайте

Усилитель широкополосный

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ ПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации

(РЗИ)

УСИЛИТЕЛЬ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине

Схемотехника аналоговых электронных стройств"

РТФ КП.468731.001 ПЗ

Выполнил

студент гр. 142-1:

Б. В. Храмцов

марта 2005г.

Проверил

Доктор технических наук, профессор каф. РЗИ:

А.А. Титов

марта 2005г.

Томск 2005

РЕФЕРАТ

Курсовая работа 31 с., 21 рис, 1 табл., 4 источника.

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, КОРРЕКТИРУЮЩАЯ ЦЕПЬ, РАБОЧАЯ ТОЧКА, ВЫБОР ТРАНЗИСТОРА, СХЕМЫ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ, ОДНОНАПРАВЛЕННАЯ МОДЕЛЬ ТРАНЗИСТОРА, ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА ДЖИАКОЛЕТТО, ДРОССЕЛЬНЫЙ КАСКАД.

Объектом исследования является широкополосный силитель мощности.

В данной курсовой работе рассматриваются словия выбора транзистора, методы расчета усилительных каскадов, корректирующих цепей, цепей термостабилизации.

Цель работы - приобрести навыки расчета транзисторных силителей мощности.

В результате работы был рассчитан широкополосный силитель мощности, который может использоваться в качестве силителя мощности стандартных сигналов, также в качестве силителя, применяющегося для калибровки силителей мощности телевизионных передатчиков.

Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft World 2003, с использованием графического редактора PAINT и представлена на дискете 3,Ф.

СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение 2. Расчет структурной схемы силителя 2.1 Определение числа каскадов 2.2 Распределение искажений по каскадам 3. Расчет оконечного каскада 3.1 Расчет требуемого режима транзистора 3.1.1 Расчет параметров резистивного каскада 3.1.2 Расчет дроссельного каскада 3.2 Выбор транзистора 3.3 Расчет и выбор схемы термостабилизации 3.3.1 Эмиттерная термостабилизация 3.3.2 Пассивная коллекторная термостабилизация 3.3.3 Активная коллекторная термостабилизация 3.4 Расчет эквивалентной схемы замещения 3.5 Переход к однонаправленной модели транзистора 4. Расчет промежуточного каскада 4.1 Расчет рабочей точки для промежуточного каскада 4.2 Выбор транзистора для промежуточного каскада 4.3 Расчет эквивалентных схем замещения 4.4 Расчет эмиттерной термостабилизации 4.5 Переход к однонаправленной модели транзистора 4.6 Расчет промежуточного каскада с эмиттерной коррекцией 5. Искажения, вносимые входной цепью 6. Расчет результирующей характеристики 7. Заключение Список использованных источников РТФ КП.468.731.001.ПЗ Схема электрическая принципиальная РТФ КП.468.731.001.ПЗ Перечень использованных элементов	5 6 6 6 7 7 7 8 10 11 11 12 13 14 16 18 18 19 20 21 22 24 26 27 28 29 30 31
					РТФ КП 468731.001 П3
Изм.	Лист.	N0 докум.	Подп.	Дата
Разраб.	Храмцов Б.В.			Усилитель широкополсный Пояснительная записка	Лит.	Лист	Листов
Провер.	Титов А.А.						4	31
				ТУСУР РТФ гр.142-1
Н. контр.
Утв.

1 Введение

Сейчас в электронной технике часто используются разнообразные силительные стройства. В любом теле-радиоустройстве, в компьютере есть силительные каскады.

В данном курсовом проекте решается задача проектирования силителя напряжения на основе операционных силителей.

Операционный усилитель (ОУ) - силитель постоянного тока с полосой пропускания в несколько мегагерц с непосредственной связью между каскадами (т.е. без Ср), с большим коэффициентом силения, высоким входным и малым выходным сопротивлениями, а также низким ровнем шума, при хорошей температурной стабильности, способный устойчиво работать при замкнутой цепи обратной связи (ОС).

ОУ предназначен для выполнения различных операций над аналоговыми величинами, при работе в схеме с глубокими отрицательными обратными связями (ООС). При этом под аналоговой величиной подразумевается непрерывно изменяющееся напряжение или ток

Основной целью данного курсового проекта является разработка широкополосного силителя.

В задачу входит анализ исходных данных на предмет оптимального выбора структурной схемы и типа электронных компонентов, входящих в состав стройства, расчёт цепей усилителя.

По заданию силитель должен усиливать сигнал в полосе частот от 4 до 40 Гц с частотными искажениями не более 2 дБ на верхних и 3дБ нижних частотах. Нелинейные искажения силителя необходимо оценить.

2 Расчет структурной схемы силителя

2.1 Определение числа каскадов

Чтобы обеспечить амплитуду выходного сигнала, заданную в техническом задании, нужно выбрать многокаскадный силитель, так как одного усилительного элемента недостаточно. Поэтому определим число каскадов для обеспечения выходного сигнала.

Структурную схему многокаскадного силителя можно представить как

Рисунок 2.1 - Структурная схема силителя

K - коэффициент силения, дБ;

Ki - коэффициент силения i-го каскада, дБ; i = 1,...,n; n - число каскадов.

Для ШУ диапазон ВЧ с временем становления порядка десятков наносекунд ориентировочно число каскадов можно определить, полагая, что все каскады с одинаковым Ki равным 10 децибел, то есть:

(2.1)

2.2 Распределение искажений по каскадам

Для многокаскадного ШУ результирующий коэффициент частотных искажений в области верхних частот (ВЧ) определяется как:

, (2.2)

где Yв - результирующий коэффициент частотных искажений в области ВЧ, дБ.

Yвi - коэффициент частотных искажений I-го каскада, дБ.

Суммирование в формуле (2.2) производится n+1 раз из-за необходимости чета влияния входной цепи, образованной Rг, Rвх, Cвх (рисунок 2.1).

Распределять искажения можно равномерно, при этом:

Yвi = Yв/(n+1) = 2/(2+1) дБ = 0,66 дБ = 0,926119 раз (2.3)

3 Расчет оконечного каскада

Выходной каскад работает в режиме большого сигнала, поэтому расчет его ведем так, чтобы обеспечить заданную амплитуду выходного напряжения при допустимых линейных (в области верхних частот или малых времен) и нелинейных искажениях.

Расчет начнем с выбора транзистора и режима его работы.

3.1 Расчет требуемого режима транзистора

Задание определённого режима транзистора по постоянному току необходимо для обеспечения требуемых характеристик всего каскада.

Для расчета требуемого режима транзистора необходимо определиться с типом каскада, для этого рассчитаем оба: и резистивный и дроссельный каскады и сравним их.

Затем выберем наиболее оптимальный тип каскада.

3.1.1 Расчёт параметров резистивного каскада

Для расчета используем параметры из задания: Rн=50 Ом, Rк = Rн = 50 Ом.

Принципиальная схема каскада приведена на рис. 3.1, , эквивалентная схема по переменному току на рис. 3.1,б.

а) б)

Рисунок 3.1 - Принципиальная и эквивалентная схемы резистивного каскада

1) Найдем ток и напряжение в рабочей точке:

(3.1)

где а- напряжение рабочей точки или постоянное напряжение на переходе коллектор эмиттер;

а- напряжение на выходе усилителя;

а- остаточное напряжение на транзисторе.

2) Найдем сопротивление нагрузки по сигналу:

(3.2)

3) Постоянный ток коллектора:

(3.3)

где а- постоянная составляющая тока коллектора;

а- сопротивление нагрузки по сигналу.

4) Выходная мощность силителя равна:

(3.4)

5) Напряжение источника питания равно:

(3.5)

6) Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора равна:

а (3.6)

7) Мощность, потребляемая от источника питания:

(3.7)

8) КПД:а (3.8)

3.1.2 Расчёт дроссельного каскада

В дроссельном каскаде в цепи коллектора вместо сопротивления используется индуктивность, которая не рассеивает мощность и требует меньшее напряжение питания, поэтому у этого каскада выше КПД.

Используем требуемые параметры задания: Rн=50 Ом,

Принципиальная схема дроссельного каскада по переменному току изображена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2-Схема дроссельного каскада по переменному току.

1) Найдем напряжение в рабочей точке:

(3.9)

2) Постоянный ток коллектора:

(3.10)

3) Выходная мощность силителя:

а (3.11)

4) Напряжение источника питания равно:

(3.12)

5) Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора: u^2/2R

(3.13)

6) Мощность, потребляемая от источника питания:

(3.14)

7) КПД: (3.15)

Таблица 3.1 - Характеристики вариантов схем коллекторной цепи.

	Еп,В	Iко,		Uкэо,В
Резистивный каскад	17	0,22	3,74	6	0,25	1,32	6,685
Дроссельный каскад	11,5	0,11	1,265	6	0,25	0,66	19,763

Из рассмотренных вариантов схем питания силителя видно, что лучше выбрать дроссельный каскад.

3.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора для оконечного каскада осуществляется с четом следующих предельных параметров:

1) Граничной частоты силения транзистора по току в схеме с ОЭ:

(3.16)

где аиз технического задания.

Найдем граничную частоту силения транзистора по току в схеме с ОЭ:

(3.17)

2) Предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер:

а (3.18)

3) Предельно допустимого тока коллектора:

(3.19)

4) Допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторе:

(3.20)

Тип проводимости транзистора может быть любой для ШУ.

анализируя требуемые параметры, выбираем транзистор КТ91А.

Это кремниевый эпитаксиально-планарный n-p-n генераторный сверхвысокочастотный.

Предназначенный для работы в схемах силения мощности, генерирования, множения частоты в диапазоне 200 - 1 Гц в режимах с отсечкой коллекторного тока.

Выпускается в герметичном металлокерамическом корпусе с полосковыми выводами.

Основные параметры транзистора:

1) Граничная частота коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ:

f_Г =900 Гц;

2) Постоянная времени цепи обратной связи:

τ_с=18пс;

3) Емкость коллекторного перехода при U_кб=2В:

С_к=7п;

4) Емкость эмиттерного перехода:

C_э=40п;

5) Максимально допустимое напряжение на переходе К-Э:

Uкэ max = 5В;

6) Максимально допустимый ток коллектора:

Iк max = 0,А;

Выберем следующие параметры рабочей точки:

Т.к. транзистор хорошо работает только начиная с В то примем

3.3 Расчёт и выбор схемы термостабилизации

Существует несколько вариантов схем термостабилизации. Их использование зависит от мощности каскада и от того, насколько жёсткие требования предъявляются к температурной стабильности каскада. В данной работе рассмотрены три схемы термостабилизации: эмиттерная, пассивная коллекторная, и активная коллекторная. Рассчитаем все три схемы, затем определимся с выбором конкретной схемы стабилизации.

3.3.1 Эмиттерная термостабилизация

Эмиттерная термостабилизация широко используется в маломощных каскадах, так как потери мощности в ней при этом не значительны и её простота исполнения вполне их компенсирует, также она хорошо стабилизирует ток коллектора в широком диапазоне температур при напряжении на эмиттере более В.

Рисунок 3.3-Схема каскада с эмиттерной термостабилизацией.

Рассчитаем параметры элементов данной схемы:

1) Необходимое напряжение питания:

Е_п=U_Rэ+U_кэ0+I_к0*R_к (3.21)

Значение источника питания необходимо выбирать из стандартного ряда, поэтому выберем напряжение U_Rэ с четом того, что Е_п=1В, R_к=Ом:

2)Напряжение на Rэ:

U_Rэ=E_п-U_кэ0+I_к0*R_к=1В-В=В (3.22)

3) Сопротивление эмиттера:

(3.23)

4) Напряжение на базе транзистора:

U_б=U_Rэ+0,В = 4,В (3.24)

5) Базовый ток транзистора:

Iб= (3.25)

6) Ток делителя:

Iд=5×Iб=5,5мА, (3.26)

где Iд - ток, протекающий через сопротивления Rб1 и Rб2.

Сопротивления делителей базовой цепи:

7) Rб1= (3.27)

8) Rб2=а (3.28)

Наряду с эмиттерной термостабилизацией используются пассивная и активная коллекторные термостабилизации.

3.3.2 Пассивная коллекторная термостабилизация

Данный вид термостабилизации (схема представлена на рисунке 3.4) используется на малых мощностях и менее эффективен, чем две другие, потому что напряжение отрицательной обратной связи, регулирующее ток через транзистор подаётся на базу через базовый делитель.

Рисунок 3.4 - Схема пассивной коллекторной термостабилизации

Расчет заключается в выборе U_Rк и дальнейшем расчете элементов схем по формулам:

Выберем URк=В;

1) Е_п = URк + U_кэ0=В+В=1В, (3 29)

где URк - падение напряжения на Rк.

2) Сопротивление коллектора:

(3.30)

3) Сопротивление базы: Rб= (3.31)

4) Ток базы:

(3.32)

3.3.3 Активная коллекторная термостабилизация

ктивная коллекторная термостабилизация используется в мощных каскадах и является очень эффективной, её схема представлена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 - Активная коллекторная термостабилизация

Для расчета схемы термостабилизации необходимо сначала выбрать напряжение на резисторе R_к, затем рассчитать токи и напряжения на втором транзисторе, и следующим шагом рассчитать значения элементов схемы:

1) (3.33)

2) U_кэ0vt2=U_кэ0vt1/2 = В/2 = В (3.34)

3) U_Rб2=U_кэ0vt2-0,В = В-0,В = 2,Ва (3.35)

4) I_к02=I_б01=110м (3.36)

5) I_к01=I_б01*β₀₁=110мА_*100 = 1А (3.37)

6) R_б2=U_Rб2/I_к02=2,В/110мА = 20,Ом (3.38)

7) U_б2=U_кэ0vt1-0,В=В-0,В = 5,В (3.39)

8) I_дел=10I_бо2=110мА_*10/100 = 11мА (3.40)

9) R₁=U_б2/I_дел=5,В/11мА = 481,81Ком (3.41)

10) R₃= U_R2/I_дел=(1+0,7)В/11мА =1 54,54Ом (3.42)

Из рассмотренных схем видно, что наиболее эффективной будет схема с эмиттерной термостабилизацией, т.к. каскад выходной и следовательно мощный, и диапазон силиваемых частот не очень большой, то нет необходимости в другом виде термостабилизации.

3.4 Расчёт эквивалентной схемы замещения

При использовании транзисторов до (0,2 - 0,3)f_т возможно применениеа упрощенных эквивалентныха моделей транзисторов, параметры элементов эквивалентных схем которых легко определяются на основе справочных данных.

Эквивалентная схема биполярного транзистора представлена на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 - Эквивалентная схема биполярного транзистора (схема Джиаколетто)

1) Найдем ёмкость коллекторного перехода:

(3.43)

2) Рассчитаем сопротивление базы:

Rб =τ_с/С_к=18пс/11,465п = 1,5Ома (3.44)

gб=Cм (3.45)

3) Рассчитаем сопротивление эмиттера:

rэ=а= (3.46)

где Iк0 в мА;

rэ - сопротивление эмиттера.

4) Найдем проводимость база - эмиттерного перехода:

gбэ=(3.47)

где gбэ - проводимость база-эмиттер;

а- справочное значение статического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером.

5) Рассчитаем емкость эмиттерного перехода:

Cэ= (3.48)

где Cэ - ёмкость эмиттера;

fт - справочное значение граничной частоты транзистора.

6) Найдем сопротивление транзистора:

Ri = (3.49)

где Ri - выходное сопротивление транзистора;

Uкэ0(доп), Iк0(доп) - соответственно паспортные значения допустимого напряжения на коллекторе и постоянной составляющей тока коллектора.

7) Рассчитаем крутизну:

(3.50)

3.5 Переход к однонаправленной модели транзистора

Т.к рабочие частоты силителя заметно больше частоты

Рисунок 3.7- Однонаправленная модель транзистора

1) (3.51)

где а- статический коэффициент передачи по току транзистора.

2) (3.52)

3) Постоянная времени транзистора:

(3.53)

4) Входная ёмкость каскада:

а(3.54)

5) Входное сопротивление каскада:

(3.55)

6) (3.56)

7) Коэффициент силения транзистора по напряжению в ОСЧ:

(3.57)

8) Выходная ёмкость:

(3.58)

9) Постоянная времени в ОВЧ:

(3.59)

Рисунок 3.8- Принципиальная схема некорректированного каскада и эквивалентная схема по переменному току

Для расчета искажений в ОВЧ предварительно распределим искажения так:

-заданные искажения 2 дБ:

-на входной каскад 0,5 дБ;

-на оконечный каскад 1дБ;

-на искажения, вносимые входной цепью 0,5дБ.

При заданном ровне частотных искажений аполосы пропускания каскада равна:

(3.60)

где Y=0,8912656 ровень искажений данного каскада.

Т.к. полученная верхняя частота получилась выше требуемой (4Гц), то ВЧ коррекция не требуется.

4 Расчет промежуточного каскада

4.1 Расчет рабочей точки для промежуточного каскада

На выходе оконечного каскада необходимо получить напряжение равное

Входное сопротивление и входную ёмкость оконечного каскада возьмем из (3.54) и (3.55), т.е. (4.1)

Рассчитаем рабочую точку предоконечного каскада с четом полученных данных():

1) (4.2)

где а- напряжение рабочей точки или постоянное напряжение на переходе коллектор эмиттер;

а- напряжение на выходе усилителя;

а- остаточное напряжение на транзисторе.

2) Найдем эквивалентное сопротивление оконечного контура на граничной частоте

(4.3)

3) (4.4)

4) (4.5)

где а- постоянная составляющая тока коллектора;

а- сопротивление нагрузки по сигналу.

5) Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора равна

(4.6)

4.2 Выбор транзистора для промежуточного каскада

Найдем необходимые предельные характеристики транзистора:

1)а (4.7)

2) (4.8)

3) (4.9)

4) (4.10)

где аиз технического задания.

Т.к. все необходимые предельные параметры, кроме граничной частоты, значительно меньше аналогичных справочных значений для маломощных транзисторов, то при выборе транзистора основным критерием будет граничная частота (f_T).

По необходимым предельным характеристикам был выбран транзистор KT31А. Ниже перечислены характеристики транзистора:

Это кремниевый эпитаксиально - планарный n-p-n переключательный маломощный и СВЧ силительный с ненормированным коэффициентом шума транзистор. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами.

Основные параметры транзистора:

1) Граничная частота коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ:

f_Г =1 Гц;

2) Постоянная времени цепи обратной связи:

τ_с=50пс;

3) Емкость коллекторного перехода при U_кб=В:

С_к=2п;

4) Емкость эмиттерного перехода:

C_э=1,2п;

5) Максимально допустимое напряжение на переходе К-Э:

Uкэ max=10 В;

6) Максимально допустимый ток коллектора:

Iк max = 50 мА;

7) Максимально допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторном переходе:

Pк мах = 150 мВт.

Выберем следующие параметры рабочей точки:

Т.к. транзистор хорошо работает только начиная с В то примем аи

4.3 Расчёт эквивалентных схем замещения

Эквивалентная схема биполярного транзистора изображена на рисунке 4.1.

При использовании транзисторов до (0,2 - 0,3)f_та возможно применение прощенных эквивалентныха моделей транзисторов, параметры элементов эквивалентных схем которых легко определяются на основе справочных данных.

Рисунок 4.1- Эквивалентная схема биполярного транзистора (схема Джиаколетто)

1) (4.11)

2) Rб =τ_с/С_к=50пс/2п=2Ом; (4.12)

gб =а= 40мCм, (4.13)

где R_б- сопротивление базы.

3) rэ=а= (4.14)

где Iк0 в мА;

rэ - сопротивление эмиттера.

4) gбэ= (4.15)

где gбэ- проводимость база-эмиттер;

а- справочное значение статического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером.

5) Cэ=(4.16)

где Cэ - ёмкость эмиттера;

fт - справочное значение граничной частоты транзистора.

6) Ri = (4.17)

где Ri - выходное сопротивление транзистора;

Uкэ0(доп), Iк0(доп) - соответственно паспортные значения допустимого напряжения на коллекторе и постоянной составляющей тока коллектора.

4.4 Расчёт эмиттерной термостабилизации

Т.к. режим работы транзистора малосигнальный, то применим эмиттерную термостабилизацию.

Эмиттерная термостабилизация широко используется в маломощных каскадах, так как потери мощности в ней при этом не значительны и её простота исполнения вполне их компенсирует, также она хорошо стабилизирует ток коллектора в широком диапазоне температур при напряжении на эмиттере более В.

Рисунок 4.2-Схема каскада с эмиттерной термостабилизацией.

Рассчитаем параметры элементов данной схемы:

1) Необходимое напряжение питания:

Е_п=U_Rэ+U_кэ0+I_к0*R_к (4.18)

Значение источника питания необходимо выбирать из стандартного ряда поэтому выберем напряжение U_Rэ с четом того, что Е_п=1В:

2) Напряжение на резисторе Rэ:

U_Rэ = E_п-U_кэ0 = 1В-В = В (4.19)

3) Сопротивление эмиттера:

(4.20)

4) Напряжение на базе транзистора:

U_б = U_Rэ+0,В=5,В (4.21)

5) Базовый ток транзистора:

Iб= (4.22)

6) Ток делителя:

Iд =5×Iб = 1мА, (4.23)

где Iд - ток протекающий через сопротивления Rб1 и Rб2.

Сопротивления делителей базовой цепи:

7) Rб1 = (4.24)

8) Rб2 = (4.25)

4.5 Переход к однонаправленной модели транзистора

Т.к рабочие частоты силителя заметно больше частоты

Рисунок 4.3- Однонаправленная модель транзистора

1) (4.26)

где статический коэффициент передачи по току транзистора.

2) (4.27)

3) Постоянная времени транзистора:

а (4.28)

4) Входная ёмкость:

(4.29)

5) Входное сопротивление каскада:

(4.30)

6) (4.31)

(4.32)

7) Коэффициент силения транзистора по напряжению в ОСЧ:

(4.33)

8) Выходная ёмкость:

а (4.34)

9) Постоянная времени в ОВЧ:

(4.35)

Рисунок 4.4- Принципиальная схема некорректированного каскада и эквивалентная схема по переменному току

Для расчета искажений в ОВЧ распределим искажения на входной каскад 0,5дБ;

При заданном ровне частотных искажений аполосы пропускания каскада равна:

(4.36)

где Y=0,944 ровень искажений данного каскада.

Т.к. полученная верхняя частота получилась намного ниже требуемой (4Гц), следовательно, необходима ВЧ коррекция с большой глубиной. Выберем ВЧ эмиттерную коррекцию.

4.6 Расчет промежуточного каскада с эмиттерной коррекцией

Принципиальная схема каскада с эмиттерной коррекцией приведена на рис. 4.5, , эквивалентная схема по переменному току на рисунке 4.5,б, где а- элементы коррекции. При отсутствии реактивности нагрузки эмиттерная коррекция вводится для коррекции искажений АЧХ вносимых транзистором, величивая амплитуду сигнала на переходе база-эмиттер, с ростом частоты силиваемого сигнала.

а) б)

Рисунок 4.5 Схемы корректированного каскада

Коэффициент передачи каскада в области верхних частот, при выборе элементов коррекции аи асоответствующими оптимальной по Брауде форме АЧХ, описывается выражением:

1) Возьмем F=13, тогда

(4.37)

2) Т.к. (4.38)

3) n = K_0*R_1*C_вх/τ_в=19,394∙3Ом∙819,17п/40,92нс=11,64735 (4.39)

4)

40)

5)

(4.41)

6) (4.42)

7)

, (4.43)

где (4.44)

Т.к. верхняя частота корректированного каскада получилась больше требуемой, то искажения, вносимые каскадом будут не более 0,5дБ.

Входное сопротивление каскада с эмиттерной коррекцией может быть аппроксимировано параллельной RC-цепью:

8) (4.45)

9) (4.46)

10) (4.47)

5 Искажения, вносимые входной цепью

Принципиальная схема входной цепи каскада приведена на рис. 5.1, , эквивалентная схема по переменному току на рис. 5.1,б.

а) б)

Рисунок 5.1 Входная цепь каскада

1) Из (4.45)

где Ц

2) Из (4.47)

где Ц

3) (5.1)

4) (5.2)

5) (5.3)

7) Искажения вносимые входной цепью по ровню 0,5 дБ равны:

(5.4)

где Y=0,944.

6 Расчет результирующей характеристики

Построение результирующей характеристики в нашем случае заключается в построении АЧХ, которая сроится на основании полученного сквозного коэффициента силения и искажений на нижних и верхних частотах, казанных в техническом задании.

Итоговая амплитудно-частотная характеристика усилительного стройства находится как произведение коэффициентов передачи всех каскадов силителя: Ko = K1∙K2, где K1,.K2 - коэффициенты силения соответсвенно первого и второго каскадов.

ЧХ силителя приведем в нормированном виде для удобства сравнения ее с различными АЧХ других силителей.

Результирующая характеристика представлена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 АЧХ силителя

Yн = 0,707945784;

Yв = 0,794328234;

fн = Гц;

fв = 4Гц;

Ko = 80,12(раз).

Значению УФ соответствует значение коэффициента силения указанного в задании - S21 = 20дБ.

7 Заключение

В ходе курсового проектирования был разработан широкополосный силитель с характеристиками близкими к казанным в техническом задании.

Выходной каскад обеспечивает требуемое выходное напряжение

Промежуточный каскад дает необходимое силение и искажения в пределах допустимого.

В общем можно сказать, что спроектированный мною усилитель, довлетворяет всем требованиям казанных преподавателем в задании. Что говорит о правильности проделанной работы.

По окончании курсового проекта можно сказать о том, что проделанная работа была перевыполнена за счет того что требуемое усиление по заданию составляет 20дБ или 10(раз), в результате работы было получено силении 80,12(раз), из которых только 53,7 приходится на оконечный каскад.

Который также довлетворяет искажениям(2дБ), указанных в техническом задании при этом не требуя дополнительной коррекции.

Исходя из вышесказанного можно сделать вывод о том, что дополнительный расчет промежуточного каскада был сделан для более подробного изучения поставленной передо мной задачей

Список использованных источников

1) Красько А.С. Проектирование аналоговых электронных стройств - Томск: ТУСУР, 2. - 29с.

2) Мамонкин И.Г. силительные стройства. учебное пособие для вузов - М.: Связь, 1977. - 360с.

3) Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности. Справочник / А.А. Зайцев, А.И. Миркин; Под ред. А.В. Голомедова. - М.: Радио и связь, 1989. - 640с.

4) Титов А.А. Расчет элементов высокочастотной коррекции силительных каскадов на биполярных транзисторах: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию для студентов радиотехнических специальностей. - Томск: Томск. ТУСУР, 2002. - 47с.

5) Цыкин Г.С. силительные стройства. - М.: Связь, 1971. - 367с.

6) Широкополосные радиопередающие стройства /Под ред. О.В. Алексеева. - М.: Связь. 1978. - 450с.

РТФ КП 468731.001 П3

Усилитель широкополосный Схема электрическая принципиальная

Лит.

Масса

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Храмцов

Пров.

Титов А.А.

Т. контр.

Лист 30

ТУСУР, РТФ, гр.142-1

Н. контр.

Утв.

Поз. обознач.

Наименование

Кол.

Примечание

Конденсаторы ОЖО.460.10ТУ

С1

К10 - 17а - 3п 5%

1

С2

К10 - 17а - 15п 5%

1

С3

К10-17а - 1,6н 5%

1

С4

К10 - 17а - 820п 5%

1

С5

К10 - 17а - 2,7п 5%

1

С6

К10 - 17а - 4п 5%

1

Резисторы ГОСТ 7113 - 77

R1

МЛТ - 0.25 - 3,6 кОм 5%

1

R2

МЛТ - 0.25 - 5,6 кОм 5%

1

R3, R5

МЛТ - 0.25 - 30 Ом 5%

2

R4

МЛТ - 0.25 - 240 Ом 5%

1

R6, R7

МЛТ - 0.25 - 820 Ом 5%

2

R8

МЛТ - 0.25 - 47 Ом 5%

1

R9

МЛТ - 0.25 - 51 Ом 5%

1

Транзисторы

VT1

KT 31А СБ 0.336.030 ТУ

1

VT2

КТ 91А Я5.3.365.010 ТУ

1

РТФ КП 468731.001 П3

Изм.

Лист

№ Докум

Подпись

Дата

Разраб.

Храмцов Б.В.

Усилитель широкополосный перечень элементов

Лит

Лист

Листов

Пров.

Титов А.А.

31

31

ТУСУР, РТФ, гр.142-1

Н. Контр.

Утв.