Реферат: Усилитель широкополосный

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации

(РЗИ)

УСИЛИТЕЛЬ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине

“Схемотехника аналоговых электронных устройств"

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 усилитель мощности.

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

Цель работы – приобрести навыки расчета транзисторных усилителей мощности.

В результате работы был рассчитан широкополосный усилитель мощности, который может использоваться в качестве усилителя мощности стандартных сигналов, а также в качестве усилителя, применяющегося для калибровки усилителей мощности телевизионных передатчиков.

Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе MicrosoftWorld 2003, с использованием графического редактора PAINT и представлена на дискете 3,5”.

1 Введение

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

В данном курсовом проекте решается задача проектирования усилителя напряжения на основе операционных усилителей.

Операционный усилитель (ОУ) – усилитель постоянного тока с полосой пропускания в несколько мегагерц с непосредственной связью между каскадами (т.е. без Ср), с большим коэффициентом усиления, высоким входным и малым выходным сопротивлениями, а также низким уровнем 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 усилителя.

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

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

2 Расчет структурной схемы усилителя

2.1 Определение числа каскадов

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

Структурную схему многокаскадного усилителя можно представить как

K - коэффициент усиления, дБ;

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

Для ШУ диапазона ВЧ с временем установления 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 учета 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, , сопротивление коллекторной цепи возьмем равной Rк = Rн = 50 Ом.

Принципиальная схема каскада приведена на рис. 3.1,а, 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 - напряжение рабочей точки или постоянное напряжение на переходе коллектор эмиттер;

- напряжение на выходе усилителя;

- остаточное напряжение на транзисторе.

2) Найдем сопротивление нагрузки по сигналу:

(3.2)

3) Постоянный ток коллектора:

, (3.3)

где - постоянная составляющая тока коллектора;

- сопротивление нагрузки по сигналу.

4) Выходная мощность усилителя равна:

(3.4)

5) Напряжение источника питания равно:

(3.5)

6) Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора равна:

(3.6)

7) Мощность, потребляемая от источника питания:

(3.7)

8) КПД:(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, .

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 усилителя:

(3.11)

4) Напряжение источника питания равно:

(3.12)

5) Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

(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 ,А	,Вт	Uкэо ,В	,Вт	,Вт	,%
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 усилителя видно, что лучше выбрать дроссельный каскад.

3.2 Выбор транзистора

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

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

, (3.16)

гдеиз технического задания.

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

(3.17)

2) Предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер:

(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 КТ913А.

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

Предназначенный для работы в схемах усиления мощности, генерирования, умножения частоты в диапазоне 200 – 1000 МГц 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 МГц;

2) Постоянная времени цепи обратной связи:

τ_с =18пс;

3) Емкость коллекторного перехода при U_кб =28В:

С_к =7пФ;

4) Емкость эмиттерного перехода:

C_э =40пФ;

5) Максимально допустимое напряжение на переходе К-Э:

Uкэ max= 55В;

6) Максимально допустимый ток коллектора:

Iк max = 0,5А;

Выберем следующие параметры рабочей точки:

Т.к. транзистор хорошо работает только начиная с 6В 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, а 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, а также она хорошо стабилизирует ток коллектора в широком диапазоне температур при напряжении на эмиттере более 5В.

Рисунок 3.3-Схема каскада с эмиттерной термостабилизацией.

Рассчитаем параметры элементов данной схемы:

1) Необходимое напряжение питания:

Е_п =U_{R э} +U_кэ0 +I_к0* R_к (3.21)

Значение источника питания необходимо выбирать из стандартного ряда, поэтому выберем напряжение U_{R э} с учетом того, что Е_п =10В, R_к =0Ом:

2)Напряжение на Rэ:

U_{R э} =E_п -U_кэ0 +I_к0* R_к =10В-6В=4В (3.22)

3) Сопротивление эмиттера:

(3.23)

4) Напряжение на базе транзистора:

U_б =U_{R э} +0,7В = 4,7В (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= (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_{R к} и дальнейшем расчете элементов схем по формулам:

Выберем URк=5В;

1) Е_п = URк + U_кэ0 =5В+6В=11В, (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

Активная 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 , а затем рассчитать токи и напряжения на втором транзисторе, и следующим шагом рассчитать значения элементов схемы:

1) (3.33)

2) U_{кэ0 vt 2} =U_{кэ0 vt 1} /2 = 6В/2 = 3В (3.34)

3) U_{R б2} =U_{кэ0 vt 2} -0,7В = 3В-0,7В = 2,3В (3.35)

4) I_к02 =I_б01 =110мА (3.36)

5) I_к01 =I_б01* β₀₁ =110мА_* 100 = 11А (3.37)

6) R_б2 =U_{R б2} /I_к02 =2,3В/110мА = 20,9Ом (3.38)

7) U_б2 =U_{кэ0 vt 1} -0,7В=6В-0,7В = 5,3В (3.39)

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

9) R₁ =U_б2 /I_дел =5,3В/11мА = 481,818Ком (3.41)

10) R₃ = U_{R 2} /I_дел =(1+0,7)В/11мА =1 54,545Ом (3.42)

Из рассмотренных схем видно, что наиболее эффективной будет схема с эмиттерной термостабилизацией, т.к. каскад выходной и следовательно мощный, и диапазон усиливаемых 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 применение упрощенных эквивалентных 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/11,465пФ = 1,57Ом (3.44)

gб==0,637Cм (3.45)

3) Рассчитаем сопротивление эмиттера:

rэ= ==0,618Ом, (3.46)

где Iк0 в мА;

rэ - сопротивление эмиттера.

4) Найдем проводимость база – эмиттерного перехода:

gбэ==, (3.47)

где gбэ - проводимость база-эмиттер;

- 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 усилителя заметно больше частоты , то из эквивалентной схемы можно исключить входную ёмкость, так как она не влияет на характер входного сопротивления транзистора. Индуктивность же выводов транзистора напротив оказывает существенное влияние и потому должна быть включена в модель. Эквивалентная высокочастотная модель представлена на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7- Однонаправленная модель транзистора

1) , (3.51)

где - статический коэффициент передачи по току транзистора.

2) (3.52)

3) Постоянная времени транзистора:

(3.53)

4) Входная ёмкость каскада:

(3.54)

5) Входное сопротивление каскада:

(3.55)

6) (3.56)

7) Коэффициент усиления 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 уровне частотных искажений =1дБ, верхняя граничная частота полосы пропускания каскада равна:

==43,95МГц (3.60)

где Y=0,8912656 уровень искажений данного каскада.

Т.к. полученная верхняя частота получилась выше требуемой (40МГц), 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 , по полученным расчетам оконечный каскад имеет

Входное сопротивление и входную ёмкость оконечного каскада возьмем из (3.54) и (3.55), т.е. , , следовательно, на входе оконечного каскада и выходе предоконечного необходимы импульсы амплитудой равной (4.1)

Рассчитаем рабочую точку предоконечного каскада с учетом полученных данных(=):

1) , (4.2)

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

- напряжение на выходе усилителя;

- остаточное напряжение на транзисторе.

2) Найдем эквивалентное сопротивление оконечного контура на граничной частоте :

(4.3)

3) (4.4)

4) =1,1=22,684332мА, (4.5)

где - постоянная составляющая тока коллектора;

- 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) (4.7)

2) (4.8)

3)(4.9)

4), (4.10)

где из 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 KT316А. Ниже перечислены характеристики транзистора:

Это кремниевый эпитаксиально - планарный n-p-nпереключательный маломощный и СВЧ усилительный 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 =1000 МГц;

2) Постоянная времени цепи обратной связи:

τ_с =50пс;

3) Емкость коллекторного перехода при U_кб =5В:

С_к =2пФ;

4) Емкость эмиттерного перехода:

C_э =1,2пФ;

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 5В то примем и .

4.3 Расчёт эквивалентных схем замещения

Эквивалентная схема биполярного транзистора изображена на рисунке 4.1.

При использовании транзисторов до (0,2 - 0,3)f_т возможно применение упрощенных эквивалентных 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/2пФ=25Ом; (4.12)

gб == 40мCм, (4.13)

где R_б - сопротивление базы.

3) rэ= ==2,2Ом, (4.14)

где Iк0 в мА;

rэ - сопротивление эмиттера.

4) gбэ==, (4.15)

где gбэ- проводимость база-эмиттер;

- 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, а также она хорошо стабилизирует ток коллектора в широком диапазоне температур при напряжении на эмиттере более 5В.

Рисунок 4.2-Схема каскада с эмиттерной термостабилизацией.

Рассчитаем параметры элементов данной схемы:

1) Необходимое напряжение питания:

Е_п =U_{R э} +U_кэ0 +I_к0* R_к (4.18)

Значение источника питания необходимо выбирать из стандартного ряда поэтому выберем напряжение U_{R э} с учетом того, что Е_п =10В:

2) Напряжение на резисторе Rэ:

U_{R э} = E_п -U_кэ0 = 10В-5В = 5В (4.19)

3) Сопротивление эмиттера:

(4.20)

4) Напряжение на базе транзистора:

U_б = U_{R э} +0,7В=5,7В (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 усилителя заметно больше частоты , то из эквивалентной схемы можно исключить входную ёмкость, так как она не влияет на характер входного сопротивления транзистора. Индуктивность же выводов транзистора напротив оказывает существенное влияние и потому должна быть включена в модель. Эквивалентная высокочастотная модель представлена на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3- Однонаправленная модель транзистора

1) , (4.26)

где - статический коэффициент передачи по току транзистора.

2) (4.27)

3) Постоянная времени транзистора:

(4.28)

4) Входная ёмкость:

(4.29)

5) Входное сопротивление каскада:

(4.30)

6) (4.31)

(4.32)

7) Коэффициент усиления транзистора по напряжению в ОСЧ:

(4.33)

8) Выходная ёмкость:

(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 уровне частотных искажений =0,5дБ, верхняя граничная частота полосы пропускания каскада равна:

==1,39МГц, (4.36)

где Y=0,944 уровень искажений данного каскада.

Т.к. полученная верхняя частота получилась намного ниже требуемой (40МГц), 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,а, эквивалентная схема по переменному току на рисунке 4.5,б, где - элементы коррекции. При отсутствии реактивности нагрузки эмиттерная коррекция вводится для коррекции искажений АЧХ вносимых транзистором, увеличивая амплитуду сигнала на переходе база-эмиттер, с ростом частоты усиливаемого сигнала.

а) б)

Рисунок 4.5 Схемы корректированного каскада

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

1) Возьмем F=13, тогда

(4.37)

2) Т.к. , то (4.38)

3) n= K_0* R_1* C_вх /τ_в =19,394∙30Ом∙819,17пФ/40,92нс=11,64735 (4.39)

4)

(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,а, эквивалентная схема по переменному току на рис. 5.1,б.

а)б)

Рисунок 5.1 Входная цепь каскада

1) Из (4.45),

где – входная емкость каскада.

2) Из (4.47),

где – входное сопротивление каскада.

3) (5.1)

4) (5.2)

5) (5.3)

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

==437,32МГц, (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 усиления и искажений на нижних и верхних частотах, указанных в техническом задании.

Итоговая амплитудно-частотная характеристика усилительного устройства находится как произведение коэффициентов передачи всех каскадов усилителя: Ko = K1∙K2, где K1,.K2 – коэффициенты усиления соответсвенно первого и второго каскадов.

АЧХ усилителя приведем в нормированном виде для удобства сравнения ее с различными АЧХ других усилителей.

Результирующая характеристика представлена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 АЧХ усилителя

Yн = 0,707945784;

Yв = 0,794328234;

fн = 4МГц;

fв = 40МГц;

Ko = 80,12(раз).

Значению “1” соответствует значение коэффициента усиления указанного в задании - S21 = 20дБ.

7 Заключение

В ходе курсового проектирования был разработан широкополосный усилитель с характеристиками близкими к указанным в техническом задании.

Выходной каскад обеспечивает требуемое выходное напряжение

Промежуточный каскад дает необходимое усиление и искажения в пределах допустимого.

В общем можно сказать, что спроектированный мною усилитель, удовлетворяет всем требованиям указанных 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), а в результате работы было получено усилении 80,12(раз), из которых только 53,7 приходится на оконечный каскад.

Который также удовлетворяет 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 устройств - Томск: ТУСУР, 2000. - 29с.

2) Мамонкин И.Г. Усилительные устройства. 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 усилительных каскадов на биполярных транзисторах: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию для студентов радиотехнических специальностей. - Томск: Томск. ТУСУР, 2002. - 47с.

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

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

РТФ КП 468731.001 П3

Усилитель широкополосный Схема электрическая принципиальная

Лит.

Масса

Масштаб

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Храмцов

Пров.

Титов А.А.

Т. контр.

Лист 30

Листов 31

ТУСУР, РТФ, гр.142-1

Н. контр.

Утв.

Поз. обознач.

Наименование

Кол.

Примечание

Конденсаторы ОЖО.460.107ТУ

С1

К10-17а–3пФ± 5%

1

С2

К10-17а–15пФ± 5%

1

С3

К10-17а– 1,6нФ± 5%

1

С4

К10-17а– 820пФ± 5%

1

С5

К10-17а– 2,7пФ± 5%

1

С6

К10-17а– 4пФ± 5%

1

Резисторы ГОСТ 7113 - 77

R1

МЛТ – 0.25 – 3,6 кОм ± 5%

1

R2

МЛТ – 0.25 – 5,6кОм ± 5%

1

R3, R5

МЛТ – 0.25 – 30 Ом ± 5%

2

R4

МЛТ – 0.25 – 240 Ом ± 5%

1

R6, R7

МЛТ – 0.25 – 820Ом ± 5%

2

R8

МЛТ – 0.25 – 47Ом ± 5%

1

R9

МЛТ – 0.25 – 51Ом ± 5%

1

Транзисторы

VT1

KT 316А СБ 0.336.030 ТУ

1

VT2

КТ 913А 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.