НАУЧНЫЕ РАБОТЫ

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Найдём [pic]– выходное сопротивление транзистора нормированное

относительно [pic] и [pic]:

[pic]

(3.3.32)

[pic].

Теперь, по таблице приведённой в [4], найдём ближайшее к рассчитанному

значение [pic] и выберем соответствующие ему нормированные величины

элементов КЦ: [pic] и [pic], а также [pic]–коэффициент, определяющий

величину ощущаемого сопротивления нагрузки [pic] и модуль коэффициента

отражения [pic].

[pic]

Найдём истинные значения элементов по формулам:

[pic];

(3.3.33)

[pic];

(3.3.4)

[pic].

(3.3.35)

[pic](нГн);

[pic](пФ);

[pic]

3.3.5.2 Расчёт межкаскадной КЦ

В данном усилителе имеются две МКЦ: между выходным и предоконечным

каскадами и между предоконечным и входным каскадами. Это корректирующие

цепи третьеого порядка. Цепь такого вида обеспечивает реализацию

усилительного каскада с равномерной АЧХ и частотными искажениями лежащих в

пределах допустимых отклонений [5].

Расчёт межкаскадной корректирующей цепи, находящейся между выходным и

предоконечными каскадами:

Принципиальная схема МКЦ представлена на рисунке 3.3.10

[pic]

Рисунок 3.3.10. Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка

При расчёте используются однонаправленные модели на ВЧ выходного и

предоконечного транзисторов. Возникает задача: выбор предоконечного

транзистора. Обычно его выбирают ориентировочно, и если полученные

результаты будут удовлетворять его оставляют.

Для нашего случая возьмём транзистор КТ930А, который имеет следующие

эквивалентные параметры [3]:

При расчёте будут использоваться коэффициенты: [pic], [pic], [pic] ,

значения которых берутся из таблицы [5] исходя из заданной неравномерности

АЧХ. В нашем случае они соответственно равны: 2.31, 1.88, 1.67. Расчет

заключается в нахождении нормированных значений:[pic] и подставлении их в

соответствующие формулы, из которых находятся нормированные значения

элементов и преобразуются в действительные значения.

Итак, произведём расчёт, используя следующие формулы:

[pic], (3.3.36)

[pic], (3.3.37)

[pic]= [pic]

(3.3.38)

- нормированные значения [pic], [pic], [pic].

Подставим исходные параметры и в результате получим:

[pic]

Зная это, рассчитаем следующие коэффициенты:

[pic];

получим:

[pic]

Отсюда найдем нормированные значения [pic], [pic], и [pic]:

[pic]

где [pic];

[pic]; (3.3.39)

[pic]; (3.3.40)

[pic]. (3.3.41)

При расчете получим:

[pic]

и в результате:

[pic] (3.3.42)

Рассчитаем дополнительные параметры:

[pic] (3.3.43)

[pic] (3.3.44)

где S210- коэффициент передачи оконечного каскада.

Для выравнивания АЧХ в области нижних частот используется резистор

[pic], рассчитываемый по формуле:

[pic] (3.3.45)

Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:

[pic], [pic], [pic], (3.3.46)

[pic]

[pic][pic]

На этом расчёт выходного каскада закончен и можно приступить к

предоконечному каскаду.

4. Расчёт предоконечного каскада

3.4.1Выбор рабочей точки

При расчёте режима предоконечного каскада условимся что питание всех

каскадов осуществляется от одного источника напряжения с номинальным

значением Eп. Так как Eп=Uк0, то соответственно Uк0 во всех каскадах

берётся одинаковое то есть Uк0(предоконечного к.)=Uк0(выходного к).

Мощность, генерируемая предоконечным каскадом доложна быть в коэффициент

усиления выходного каскада вместе с МКЦ(S210) раз меньше, следовательно, и

Iк0, будет во столько же раз меньше. Исходя из вышесказанного координаты

рабочей точки примут следующие значения: Uк0= 15 В; Iко=1.8/2.23= 0.8 А.

Мощность, рассеиваемая на коллекторе Pк= Uк0 Iк0=12 Вт.

3.4.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора был произведён в пункте 3.3.5.2 его название КТ930А.

Этот транзистор так же отвечает требованиям, приведенных в пункте 3.3.2.

Его основные технические характеристики взяты из справочника [3] и

приведены ниже.

Электрические параметры:

1. граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ [pic]МГц;

2. Постоянная времени цепи обратной связи [pic]пс ;

3. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ [pic];

4. Ёмкость коллекторного перехода при [pic]В [pic]пФ;

5. Индуктивность вывода базы [pic]нГн;

6. Индуктивность вывода эмиттера [pic]нГн.

Предельные эксплуатационные данные:

1. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер [pic]В;

2. Постоянный ток коллектора [pic]А;

3.4.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора

Так как при расчётах схема Джокалетто не используется, то достаточно

будет расчитать однонаправленную модель на ВЧ. Эквивалентная схема

замещения транзистора имеет тот же вид, что и схема, представленная на

рисунке 3.3.6. Расчёт её элементов производится по формулам, приведённым в

пункте 3.3.3.

[pic]нГн;

[pic]пФ;

[pic]Ом

[pic]Ом;

3.4.4 Расчёт цепи термостабилизации

Как было сказано в пункте 3.3.4.2., для данного усилителя

предпочтительней выбрать во всех каскадах активную коллекторную

термостабилизацию. Принципиальная схема её представлена на рисунке 3.3.8.

Расчёт производится аналогично расчёту выходного каскада. Отличием является

лишь то, что коллекторный ток [pic] будет иметь другое значение.

В качестве VT1 возьмём транзистор КТ361А так как требуется меньшее

рассеивание энергии чем в выходном каскаде. H21 транзистора КТ 361,

используемое в ниже приведённых формулах равно H21=50. Выбираем падение

напряжения на резисторе [pic] из условия [pic](пусть [pic]В), тогда [pic].

В результате получаем следующие значения:

[pic]Ом;

[pic]А;

[pic]В;

[pic]А;

[pic]Ом;

[pic]кОм.

[pic] Ом

На этом расчёт термостабилизации закончен.

3.4.5. Расчёт межкаскадной КЦ

Расчёт межкаскадной корректирующей цепи, расположенной между вторым и

первым каскадом производится аналогично расчёту приведённому в пункте

3.3.5.2. Принципиальная схема МКЦ представлена на рисунке 3.4.1

[pic]

Рисунок 3.4.1. Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка

В качестве входного транзистора возьмём КТ 930А. Его параметры,

необходимые для расчёта имеют следующие значения:

Далее подставляя параметры транзисторов: VT 1 и VT 2 в соответствующие

формулы получим следующие значения:

[pic],

[pic]= [pic] - нормированные значения [pic], [pic], [pic].

[pic]

[pic];

получим:

[pic]

Отсюда найдем нормированные значения [pic], [pic], и [pic]:

[pic]

где [pic];

[pic];

[pic].

При расчете получим:

[pic]

и в результате:

[pic]

Рассчитаем дополнительные параметры:

[pic]

где S210- коэффициент передачи предоконечного каскада.

[pic]

Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:

[pic], [pic], [pic],

[pic]

На этом расчёт предоконечного каскада закончен и можно приступить к

входному каскаду.

3.5 Рассчёт входного каскада по постоянному току

3.5.1 Выбор рабочей точки

Выбор рабочей точки входного каскада производится анологично предыдущим

каскадам, то есть Uко берётся тем же самым а Iко в коэффициент усиления

раз предоконечного каскада вместе с МКЦ( S210) меньше. Тогда координаты

рабочей точки примут следующие значения: Uк0= 15 В; Iко=0.8/3.131=0.26 А.

3.5.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора был осуществлён при расчёте МКЦ, его название КТ

930А. Его основные технические характеристики приведены в пункте 3.4.2.

3.5.3 Расчёт цепи термостабилизации

Для входного каскада также выбрана активная коллекторная

термостабилизация, и расчёт производится в соответствии с методикой

расписанной в пункте 3.3.4.1.

В качестве VT1 возьмём тот же транзистор КТ361А.

[pic]Ом;

[pic]А;

[pic]В;

[pic]А;

[pic]Ом;

[pic]кОм.

[pic] Ом

На этом расчёт термостабилизации закончен.

3.5.4 Расчёт входной КЦ

Принципиальная схема входной корректирующей цепи представлена на

рисунке 3.5.1.

Рисунок 3.5.1 Схема входной корректирующей цепи

Методика расчёта входной корректирующей цепи аналогична методике расчёта

МКЦ, о которой написано в пункте . Здесь Rвых есть выходное сопротивлние

генератора, а Cвых его ёмкость. Подставим эти значения в соответствующие

формулы и получим исходные параметры цепи:

[pic],

[pic]= [pic] - нормированные значения [pic], [pic], [pic].

Подставим исходные параметры и в результате получим:

[pic]

Зная это, рассчитаем следующие коэффициенты:

[pic];

получим:

[pic]

Отсюда найдем нормированные значения [pic], [pic], и [pic]:

[pic]

где [pic];

[pic];

[pic].

При расчете получим:

[pic]

и в результате:

[pic]

Рассчитаем дополнительные параметры:

[pic]

где S210- коэффициент передачи оконечного каскада.

[pic]

Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:

[pic], [pic], [pic],

[pic]

На этом расчёт водного каскада закончен.

3.6 Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей

В данном усилителе имеются три блокировочные ёмкости, которые стоят

в цепях коллекторной стабилизации, и необходимы для того чтобы

термостабилизация не влияла на режим работы усилителя по переменному току.

Блокировочные ёмкости С4, С9, С14 рассчитываются из условия, что их

сопротивление на нижней частоте в десять раз меньше сопротивления R2 в цепи

коллекторной стабилизации (рисунок 3.3.8). То есть:

1/WнCбл=R2/10

отсюда

[pic], (3.6.1)

Для расчёта блокировочной ёмкости, стоящей в выходном каскаде, R2=200Ом

тогда:

[pic]

Для расчёта блокировочной ёмкости, стоящей в предоконечном каскаде,

R2=456Ом тогда:

[pic]

Для расчёта блокировочной ёмкости, стоящей во входном каскаде,

R2=1400Ом тогда:

[pic]

Так же в усилителе имеются три конденсатора фильтра : С5, С10, С15,.

которые стоят паралельно R4(рисунок 3.3.8) по переменному току. Их роль не

пропустить переменную составляющую на источник питания. Их рассчёт

производится аналогично блокировочным емкостям, разница лишь в том что в

формуле (3.6.1) вместо R2 ставится R4. Исходя из этого, получим следующие

значения:

При расчёте ёмкости, стоящей в выходном каскаде(С14), R4=0.6Ом тогда:

[pic]

При расчёте ёмкости, стоящей в предоконечном каскаде(С9), R4=1.25Ом

тогда:

[pic]

При расчёте ёмкости, стоящей во входном каскаде(С4), R2=3.85Ом тогда:

[pic]

Дроссель в коллекторной цепи выходного каскада ставится для того, чтобы

выход транзистора по переменному току не был заземлен. Его величина

выбирается исходя из условия:

[pic].

(3.6.2)

[pic]мкГн.

В данном устлителе имеется четыре разделительных конденсатора, которые

препятствуют прохождению постоянной составляющей от одного каскада к

другому. Нижняя граничная частота усилителя определяется влиянием

разделительных и блокировочных емкостей Эти конденсаторы вносят искажения

на низких частотах, а так как искажения усилителя по заданию не доложны

превышать 2 дБ, то каждый конденсатор должен вносить искажения не более 0.5

дБ. Номинал разделительных емкостей можно определить из соотношения [2]:

[pic] ; (3.6.3)

Где R1 иR2 эквивалентные сопротивления, находящиеся по обеим сторонам

конденсатора;Yн-заданная неравномерность АЧХ на НЧ, измеряемая в разах.

В нашем случае Yн=0.5 дБ или 1.01 в разах.

При расчёте Ср, разделяющего нагрузку и выходной каскад R1и R2

соответственно равны R1=R2=8Ом тогда:

[pic]

При расчёте Ср, разделяющего выходной и предоконечный каскад каскад R1и

R2 соответственно равны R1=8Ом, R2=390Ом тогда:

[pic]

При расчёте Ср, разделяющего предоконечный и входной каскад R1и R2

соответственно равны R1=8 Ом, R2=360Ом тогда:

[pic]

При расчёте Ср, разделяющего входной каскад и источник сигнала R1и R2

соответственно равны R1=75Ом, R2=680Ом тогда:

[pic]

На этом расчёт закончен.

4. Заключение

В результате проделанной работы был рассчитан усилитель который имеет

следующие технические характеристики:

1. Рабочая полоса частот: 49-100 МГц

2. Линейные искажения

в области нижних частот не более 2 дБ

в области верхних частот не более 2 дБ

3. Коэффициент усиления 18 дБ

4. Мощность выходного сигнала Pвых=10 Вт

5. Питание однополярное, Eп=16 В

Усилитель рассчитан на нагрузку Rн=75 Ом и работает от генератора с

выходным сопротивлением Rг=75 Ом.

Усилитель имеет запас по усилению 3дБ, что позволяет усилителю работать

с коэффициентом усиления не ниже заданного при изменении параметров

элементов в результате старения.

Литература

1. Проектирование радиопередающих устройств./ Под ред. О.В. Алексеева. –

М.: радио и связь, 1987.-392с.

2. Красько А.С., Проектирование усилительных устройств, методические

указания. - Томск: ТУСУР, 1990г-23с.

3. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник / Под ред. Горюнов

Н.Н. – 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1985.-903с.

4. Титов А.А., Бабан Л.И., Черкашин М.В. Расчет межкаскадной согласующей

цепи транзисторного полосового усилителя мощности/ Электронная техника

СЕР, СВЧ – техника. – 2000. – вып. 1-475с.

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

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

2764.zip

6. Цыкин Г.С. Усилительные устройства.-М.: Связь, 1971.-367с.

| |

| | | | | | |

| | | | | | |

|м |т | | | | | | | | | |

|ил | | | | | | | | | |

|ил | | | | | | | | | |

| | | | |Схема |гр. 148-3 |

|Поз. | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

|VT1 |КТ930А |1 | |

|VT2 |КТ361 |1 | |

|VT3 |КТ930А |1 | |

|VT4 |КТ361 |1 | |

|VT5 |КТ930Б |1 | |

|VT6 |КТ814 |1 | |

| | | | |

| | | | |

|С1 |КД-2-47пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С6 |КД-2-80пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С11 |КД-2-70пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

| С16 |КД-2-145пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С2 |КД-2-30пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С3 |КД-2-48пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С4 |КД-2-27пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С5 |КД-2-8нФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С9, |КД-2-70пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С10 |КД-2-0.027мкФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С14 |КД-2-150пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

| С15 |КД-2-0.47мкФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С7 |КД-2-390пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С8 |КД-2-130пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С12 |КД-2-330пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С13 |КД-2-150пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

|С17 |КД-2-150пФ (5( ОЖО.460.203 ТУ |1 | |

| | | | |

| | | | |

|L1 |Индуктивность 62нГн (5( |1 | |

|L2, L4,|Индуктивность 20мкГн (5( |3 | |

|L6 | | | |

| | | | |

| | | | | | |

| | | | | | |

| | | | | | | | |б |

|И|Лис|Nдокум. |Подп.|Дат| | | | | | |

|з|т | | |а | | | | | | |

|м| | | | | | | | | | |

|ил | | | | | | | | | |

|. | | | | | | | | | |

| | | | | |гр. 148-3 |

|Поз. | | | |

| | | | |

|L3, L5 |Индуктивность 4.7нГн (5( |2 | |

|L7 |Индуктивность 75нГн (5( |1 | |

| | | | |

| | | | |

|Тр1 |Трансформатор |1 | |

| | | | |

| | | | |

|R1 |МЛТ – 0.125 – 680 Ом |1 | |

|R2 |МЛТ – 0.125 – 1.6 кОм |1 | |

|R3 |МЛТ – 0.125 – 13 кОм |1 | |

|R4 |МЛТ – 0.125 – 1.6 кОм |1 | |

|R5 |МЛТ – 0.5 – 3.9 Ом (10(ГОСТ7113-77|1 | |

|R6 |МЛТ – 0.125 – 360 Ом |1 | |

|R7 |МЛТ – 0.125 – 470 Ом |1 | |

|R8 |МЛТ – 0.125 – 4.7 кОм |1 | |

|R9 |МЛТ – 0.125 – 560 Ом |1 | |

|R10 |МЛТ – 2 – 1.25 Ом (10(ГОСТ7113-77 |1 | |

|R11 |МЛТ – 0.125 – 680 Ом |1 | |

|R12 |МЛТ – 0.125 – 200 Ом |1 | |

|R13 |МЛТ – 0.125 – 2 кОм |1 | |

|R14 |МЛТ – 0.125 – 240 Ом |1 | |

|R15 |МЛТ – 2 – 1 Ом (10(ГОСТ7113-77 |1 | |

| | | | |

| | | | | | |

| | | | | | |

| | | | | | | | |б |

|И|Лис|Nдокум. |Подп.|Дат| | | | | | |

|з|т | | |а | | | | | | |

|м| | | | | | | | | | |

|ил | | | | | | | | | |

|. | | | | | | | | | |

| | | | | |гр. 148-3 |

-----------------------

[pic]

Страницы: 1, 2

Приглашения

09.12.2013 - 16.12.2013

Международный конкурс хореографического искусства в рамках Международного фестиваля искусств «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»

09.12.2013 - 16.12.2013

МЕНЮ

НАУЧНЫЕ РАБОТЫ

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Приглашения

Международный конкурс хореографического искусства в рамках Международного фестиваля искусств «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»

Международный конкурс хорового искусства в АНДОРРЕ «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»