ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ПОДЪЁМОМ АЧХ

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, Iэ=200мА

(типовое значение):

(=40

Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ при Uкэ=12В,

Iк=200мА:

fТ=3060МГц

Ёмкость коллекторного перехода при Uкб=28В:

СUкэ=4пФ

Постоянная времени цепи ОС на ВЧ при Uкб=10В, Iэ=30мА, f=5МГц:

(с=25пФ

Предельные эксплуатационные данные транзистора 2Т911А:

Средняя рассеиваемая мощность в динамическом режиме

Рк=3Вт

По всем параметрам нам подходит транзистор 2Т911А.

Подставив в формулу (2.41) справочные значения коэффициента усиления и

верхней частоты транзистора, найдём максимальную частоту:

[pic],

где fвТР – граничная частота транзистора.

Таким образом fмах=[pic]1,8(109=2,5 ГГц

Подставив в формулу (2.41) найденное значение максимальной частоты и

верхнюю частоту заданной полосы, найдём усиление:

[pic][pic]

Найдём выходное сопротивление транзистора (Rвых):

Uкб=55 В, Iк=400 мА

[pic]Ом.

2.5. Расчёт предоконечного каскада

2.5.1. Расчёт рабочей точки

В 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.

Uкэ0=7 В,

[pic] мА.

Таким образом рабочая точка: Iк0=16,7 мА

Uкэ0=7 В

Эквивалентные схемы транзистора представлены в пункте 2.3.3.

2.5.2. Эмиттерная термостабилизация

Возьмём напряжение на эмиттере Uэ=3 В.

Мощность, рассеиваемая на Rэ находится по формуле (2.16):

PRэ=16,7[pic](3=50,1 мВт.

Еп для данной схемы находится по формуле (2.17):

Еп=3+7+0=10 В.

Рассчитаем Rэ, Rб1, Rб2 в соответствии с формулами (2.18)-(2.22)

[pic]Ом,

[pic] мА,

ток базового делителя: Iд=10(Iб=1,48 мА,

[pic] Ом,

[pic] Ом.

Схема каскада с эмиттерной термостабилизацией приведена на рисунке 2.7.

Найдём Lк, исходя из условий, что на нижней частоте полосы пропускания её

сопротивление много больше сопротивления нагрузки для данного транзистора.

В нашем случае:

[pic]нГн.

2.5.3. Расчёт элементов ВЧ коррекции и коэффициента усиления

По таблице [5] найдём коэффициенты, соответствующие нулевому подъёму АЧХ

и неравномерности (0,5дБ

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

Рассчитаем нормированное значение выходной ёмкости первого транзистора

(Свых1) по формулам (2.31).

Здесь нормируем относительно выходного сопротивления входного транзистора

(Rвых1) и верхней частоты.

Свых1Н=Свых1(Rвых1(2(fв=5,1(10-12(137,5(2((200(106=0,88

[pic]

По формулам (2.34)-(2.39) найдём элементы коррекции:

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

В соответствии с (2.32) разнормируем элементы коррекции:

[pic] нГн

[pic] Ом

[pic] пФ

[pic] пФ

[pic] нГн.

Найдём коэффициент усиления предоконечного каскада по формуле (2.40), где

Rвх.н – входное сопротивление предоконечного транзистора, нормированное

относительно выходного сопротивления входного транзистора:

[pic]

2.6. Расчёт входного каскада

2.6.1. Расчёт рабочей точки

Рабочая точка для этого транзистора имеет такое же напряжение, но ток

меньше, чем у предоконечного каскада в ‘коэффициент усиления предоконечного

каскада’ раз.

Uкэ0=7 В,

[pic] мА.

Таким образом рабочая точка: Iк0=2,7 мА

Uкэ0=7 В

2.6.2. Однонаправленная модель входного транзистора

а). Сначала найдём Сu кэ , чтобы найти Rб.

Так как в справочнике Сu кэ найдена при напряжении 28 В, а нам необходима

при 10 В, то, используя формулу (2.8), получим:

[pic]Ф.

Теперь найдём Rб по формуле (2.9):

[pic]Ом.

Rвх=rб=1,5 Ом.

б). Найдём Rвых по формуле (2.15).

Uкб=55 В, Iк=400 мА

[pic]Ом.

в). Индуктивность входа

Lб=0,5 нГн, Lэ=0,55 нГн

Lвх= Lб+ Lэ=0,5+0,55=1,05 нГн

г). По формуле (2.8) рассчитаем выходную ёмкость

[pic]Ф.

Коэффициент усиления транзистора находится по формуле (2.14), где (0 и rэ

– из (2.13) и (2.10) соответственно:

[pic], [pic] Ом

[pic].

Т.о. элементы однонаправленной модели:

Lвх=1,05 нГн

Rвх=1,5 Ом

Rвых=137,5 Ом

Свых=20 пФ

Однонаправленная модель приведена на рисунке 3.6.

2.6.3. Эмиттерная термостабилизация

Возьмём напряжение на эмиттере равным Uэ=3 В.

В соответствии с формулой (2.16), мощность, рассеиваемая на Rэ равна

PRэ=2,7([pic](3=8,1 мВт.

По формулам (2.18)-(2.22) рассчитаем Rэ, Rб1, Rб2:

[pic]Ом,

[pic] мкА,

ток базового делителя: Iд=10(Iб=238 мкА,

[pic] Ом,

[pic] Ом.

Схема каскада с эмиттерной термостабилизацией приведена на рисунке 2.7.

Аналогично, как и для предыдущего каскада найдём Lк:

[pic]нГн.

2.6.4. Расчёт элементов ВЧ коррекции и коэффициента усиления

В соответствии с таблицей 9.1 [5], для нулевого подъёма и с

неравномерностью АЧХ=(0,5дБ:

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

Здесь нормируем относительно сопротивления генератора (Rг) и верхней

частоты.

[pic]

Нормированные значения элементов находятся по формулам(2.34)-(2.39)

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

По (2.32) разнормируем элементы коррекции:

[pic] нГн

[pic] Ом

[pic] пФ

[pic] пФ

[pic] нГн.

Найдём коэффициент усиления входного каскада по формуле (2.40), но здесь

Rвх.н – входное сопротивление входного транзистора, нормированное

относительно сопротивления генератора:

[pic]раз=21,5дБ.

2.7. Расчёт разделительных и блокировочных конденсаторов

Найдём искажения, вносимые разделительными и блокировочными

конденсаторами [4]:

[pic]дБ=1,05 раз.

Искажения, вносимые каждым конденсатором:

[pic]

В общем виде:

[pic], (2.42)

где fн – нижняя частота,R1, R2 – обвязывающие сопротивления

[pic]

Рисунок 2.11 – Входной каскад с разделительными и блокировочными

конденсаторами.

[pic]

Рисунок 2.12 – Предоконечный каскад с разделительными и блокировочными

конденсаторами.

[pic]

Рисунок 2.13 –Оконечный каскад с разделительными и блокировочными

конденсаторами.

Сдоп выбирается таким, что на нижней частоте её сопротивление было много

меньше, чем R2, то есть:

[pic] (2.43)

В (2.43) подставим численные значения, и найдём Сдоп:

[pic]нФ,

[pic]нФ.

Найдём Rр1, Rр2, Rр3, исходя из формулы:

[pic], (2.44)

где S210 – коэффициент усиления соответствующего транзистора,

для выходного каскада R3=Rн, а для остальных двух – R1,2=R2

соответствующего каскада.

В соответствии с (2.44):

для входного каскада:

[pic] Ом,

для оконечного:

[pic] Ом,

для выходного:

[pic] Ом,

По (2.42) найдём Ср1, Ср2, Ср3.

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

По заданным искажениям найдём блокировочные конденсаторы (в нашем случае

Сэi), исходя из формулы:

[pic], (2.45)

где S – крутизна соответствующего транзистора,

Rэi – сопротивление эмиттера (схема термостабилизации) для

соответствующего транзистора.

Подставляя численные значения в (2.45), получим:

[pic]пФ,

[pic]нФ,

[pic]нФ.

Коэффициент усиления всего усилителя:

[pic]раз = 53,6 дБ.

3. Заключение

В результате выполненной курсовой работы получена схема электрическая

принципиальная усилителя-корректора. Известны топология элементов и их

номиналы. Поставленная задача решена в полном объеме, однако для

практического производства устройства данных недостаточно. Необходимая

информация может быть получена в результате дополнительных исследований,

необходимость которых в техническом задании настоящего курсового проекта не

указывается.

Таким образом, в данной курсовой работе был разработан усилитель-

корректор на транзисторах КТ911А и КТ939А, имеющий следующие технические

характеристики:

Полоса рабочих частот 10-200 МГц

Подъём АЧХ 5 дБ

Амплитуда выходного напряжения 5В

Коэффициент усиления 50дБ

Напряжение питания 10В

Сопротивления генератора и нагрузки 50 Ом

Список использованной литературы

1. Полупроводниковые приборы : Транзисторы. П53 Справочник / В.Л. Аронов,

А.В. Баюков, А.А. Зайцев и др. Под общ. ред. Н.Н. Гарюнова. – 2-е изд.,

перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1985 – 904 c., ил.

2. Мамонкин И.Г. Усилительные устройства: учебное пособие для вузов. – М.:

Связь, 1977г.

3. А.А. Титов, Л.И. Бабак, М.В. Черкашин. Электронная техника. сер. СВ –

техника. Вып. 1 (475), 2000

4. Титов А.А. Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных

каскадов на биполярных транзисторах – http://referat.ru/download/ref-

2764.zip

5. Титов А.А. Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных

каскадов на полевых транзисторах – http://referat.ru/download/ref-2770.zip

[pic]

| | | | | | |

| | | | | |РТФ КП 468730.009 ПЭ3 |

| | | | | | |

|Изм|Ли|№ Докум |Подпи|Дат| |

|. |ст| |сь |а | |

|Выполн|Ломакин | | |Широкополосный усилитель с |Лит |Лис|Листов |

|ил |Д.С. | | |подъёмом АЧХ | |т | |

| | | | |Принципиальная схема | | | |

|Провер|Титов | | | | | | |2 |4 |

|ил |А.А. | | | | | | | | |

|Принял| | | | |ТУСУР, РТФ, |

| | | | | |гр.148-3 |

| | | | | | |

| | | | | | |

|Поз. |Наименование | |Примечание |

|обознач| |Кол.| |

|. | | | |

| | | | |

| |Конденсаторы ОЖО.460.107ТУ | | |

| | | | |

|С1 |К10-17а-120пФ± 10% |1 | |

|С2 |К10-17а-82пФ± 10% |1 | |

|С3 |К10-17а-56пФ± 10% |1 | |

|С4 |К10-17а-470пФ± 10% |1 | |

|С5 |К10-17а-12пФ± 10% |1 | |

|С6 |К10-17а-27пФ± 10% |1 | |

|С7 |К10-17а-1нФ± 10% |1 | |

|С8 |К10-17а-12пФ± 10% |1 | |

|С9 |К10-17а-4,7нФ± 10% |1 | |

|С10 |К10-17а-39пФ± 10% |1 | |

|С11 |К10-17а-47пФ± 10% |1 | |

|С12 |К10-17а-3,3нФ± 10% |1 | |

|С13 |К10-17а-47пФ± 10% |1 | |

|С14 |К10-17а-560пФ± 10% |1 | |

|С15 |К10-17а-12пФ± 10% |1 | |

|С16 |К10-17а-4,7пФ± 10% |1 | |

| | | | |

| |Дроссели ОЮО.475.000.ТУ | | |

| | | | |

|L1 |88нГн |1 | |

|L2 |12нГн |1 | |

|L3 |170нГн |1 | |

|L4 |245нГн |1 | |

| | | | |

| | | | | | |

| | | | | |РТФ КП 468730.009 ПЭ3 |

| | | | | | |

|Изм|Ли|№ Докум |Подпи|Дат| |

|. |ст| |сь |а | |

|Выполн|Ломакин | | |Широкополосный усилитель с |Лит |Лис|Листов |

|ил |Д.С. | | |подъёмом АЧХ | |т | |

| | | | |Перечень элементов | | | |

|Провер|Титов | | | | | | |2 |4 |

|ил |А.А. | | | | | | | | |

|Принял| | | | |ТУСУР, РТФ, |

| | | | | |гр.148-3 |

| | | | | | |

| | | | | | |

|Поз. |Наименование | |Примечание |

|обознач| |Кол.| |

|. | | | |

| | | | |

|L5 |46нГн |1 | |

|L6 |170нГн |1 | |

|L7 |80нГн |1 | |

|L8 |13нГн |1 | |

|L9 |8мкГн |1 | |

|L10 |22нГн |1 | |

| | | | |

| |Резисторы ГОСТ 7113-77 | | |

| | | | |

|R1 |МЛТ – 0.25 –470 Ом ± 10% |1 | |

|R2 |МЛТ – 0.25 –56 Ом ± 10% |1 | |

|R3 |МЛТ – 0.25 –22 кОм ± 10% |1 | |

|R4 |МЛТ – 0.25 –15 кОм ± 10% |1 | |

|R5 |МЛТ – 0.25 –1,2 кОм ± 10% |1 | |

|R6 |МЛТ – 0.25 –4,7 кОм ± 10% |1 | |

|R7 |МЛТ – 0.25 –150 Ом ± 10% |1 | |

|R8 |МЛТ – 0.25 –3,9 кОм ± 10% |1 | |

|R9 |МЛТ – 0.25 –2,7 кОм ± 10% |1 | |

|R10 |МЛТ – 0.25 –180 Ом ± 10% |1 | |

|R11 |МЛТ – 0.25 –1,8 кОм ± 10% |1 | |

|R12 |МЛТ – 0.25 –47 Ом ± 10% |1 | |

|R13 |МЛТ – 0.25 –560 Ом ± 10% |1 | |

|R14 |МЛТ – 0.25 –390 Ом ± 10% |1 | |

|R15 |МЛТ – 0.25 –27 Ом ± 10% |1 | |

| | | | |

| | | | |

| | | | | | |

| | | | | |РТФ КП 468730.009 ПЭ3 |

| | | | | | |

|Изм|Ли|№ Докум |Подпи|Дат| |

|. |ст| |сь |а | |

|Выполн|Ломакин | | |Широкополосный усилитель с |Лит |Лис|Листов |

|ил |Д.С. | | |подъёмом АЧХ | |т | |

| | | | |Перечень элементов | | | |

|Провер|Титов | | | | | | |3 |4 |

|ил |А.А. | | | | | | | | |

|Принял| | | | |ТУСУР, РТФ, |

| | | | | |гр.148-3 |

| | | | | | |

| | | | | | |

|Поз. |Наименование | |Примечание |

|обознач| |Кол.| |

|. | | | |

| | | | |

| |Транзисторы | | |

| | | | |

|V1 |2Т 9111 аА О.339.542 ТУ |1 | |

|V2,V3 |KT 939 aA o.339150ТУ |2 | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | | | |

| | | | | |РТФ КП 468730.009 ПЭ3 |

| | | | | | |

|Изм|Ли|№ Докум |Подпи|Дат| |

|. |ст| |сь |а | |

|Выполн|Ломакин | | |Широкополосный усилитель с |Лит |Лис|Листов |

|ил |Д.С. | | |подъёмом АЧХ | |т | |

| | | | |Перечень элементов | | | |

|Провер|Титов | | | | | | |4 |4 |

|ил |А.А. | | | | | | | | |

|Принял| | | | |ТУСУР, РТФ, |

| | | | | |гр.148-3 |

| | | | | | |

| | | | | | |

Страницы: 1, 2