5) Напряжение источника питания равно

(В)

6) Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора равна

(Вт)

7) Мощность, потребляемая от источника питания:

(Вт)

8) КПД:

10 Выбор транзистора для промежуточного каскада

Найдем необходимые предельные характеристики транзистора:

1) Вт

2) (мА)

3) (В)

4. (МГц), где из техн. задания.

5. По необходимым предельным характеристикам был найден транзистор KT306Б. Нижеперечисленные характеристики транзистора взяты из [3]:

1) измеренное при (мА) (10.1)

2) (МГц) (10.2)

3) Ск=5(пФ) измеренное при (10.3)

4) (10.4)

5) (10.5)

6) Обратный ток коллектора =0,5(мкА) (10.6)

7) (10.7)

8) (10.8)

9) Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность на коллекторе (10.9)

10) тип N-P-N (10.10)

Выберем следующие параметры рабочей точки:

1) (10.11)

2) =10 (мА) (10.12)

3) =80 (10.13)

11 Расчёт эквивалентных схем замещения

Эквивалентная схема биполярного транзистора представлена на рисунке 11.1.

Рисунок 11.1- Эквивалентная схема биполярного транзистора (схема Джиаколетто)

Расчет основан на [2].

1. Найдем ёмкость коллекторного перехода из (10.3)

(11.1)

2) Из (10.4) Rб = 100 (Ом);

gб= =0,01 (Cм), где (11.1)

-сопротивление базы,

3) rэ= = =3,5 (Ом), где (11.2)

Iк0 в мА,

rэ-сопротивление эмиттера.

4) gбэ= = (См), где (11.3)

gбэ-проводимость база-эмиттер,

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

5) Cэ= = =1 (пФ), где (11.4)

Cэ - ёмкость эмиттера,

fт - справочное значение граничной частоты транзистора при которой =1

6) Ri= =333 (Ом), где (11.5)

Ri - выходное сопротивление транзистора,

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

12 Расчёт эмиттерной термостабилизации для промежуточного каскада

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 3В [4].

Рисунок 12.1-Схема каскада с эмиттерной термостабилизацией.

Рассчитаем параметры элементов данной схемы.

1) Сопротивление в цепи эмиттера будет равно: Rэ= = =400 (Ом); (12.1)

2) Базовый ток транзистора: Iб= (мкА) (12.2)

3) Iд=5Iб= (мкА), где (12.3)

Iд- ток протекающий через сопротивления Rб1 и Rб2

4. Необходимое напряжение питания:

(В) (12.4)

5) Rб1= (КОм), (12.5)

6) Rб2= (КОм) (12.6)

13 Расчёт однонаправленной модели транзистора

1) , где (13.1)

- статический коэффициент передачи по току транзистора. Значение взято из (10.13)

2) (13.2)

3) Постоянная времени транзистора: (пс) (13.3)

4) (13.4)

(13.5)

5) Коэффициент усиления транзистора по напряжению:

(раз) = 27(дБ) (13.6)

6)

(13.7)

7) (13.8)

– входная емкость каскада.

8) (13.9)

– входное сопротивление каскада.

7) При заданном уровне частотных искажений =0,83(дБ), верхняя

граничная частота полосы пропускания каскада равна: = =5,5(МГц) (13.10)

где Y=0,83 уровень искажений данного каскада.

Т.к. необходимо обеспечить минимум 20 МГц, то применим высокочастотную эмиттерную коррекцию.

14 Расчет промежуточного каскада с эмиттерной коррекцией

Принципиальная схема каскада с эмиттерной коррекцией приведена на рис. 14.1,а, эквивалентная схема по переменному току - на рисунке 14.1,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 [1].

а) б)

Рисунок 14.1

В соответствии с [1], коэффициент передачи каскада в области верхних частот, при выборе элементов коррекции и соответствующими оптимальной по Брауде форме АЧХ, описывается выражением:

1)

Если взять = 10, то - глубина ООС; (14.1)

2) , где (14.2)

-входное сопротивление оконечного каскада из(8.10).

3. 

Т.к. в эмиттерной цепи будет стоять данное сопротивление коррекции, то уменьшим Rэ из (12.1) на величину Rкор, т.е. Rэ=400-19=381(Ом)

4)

(14.3)

5)

6)

=0,25

7) (14.4)

8)

9)

10)

(14.5)

Входное сопротивление каскада найдем по формулам:

11) , где (14.6)

- входная ёмкость каскада, до применения коррекции из (13.8)

12) , где (14.7)

входное сопротивление каскада, до применения коррекции из (13.9)

15 Искажения вносимые входной цепью

Принципиальная схема входной цепи каскада приведена на рис. 15.1,а, эквивалентная схема по переменному току - на рис. 15.1,б [1].

а) б)

Рисунок 15.1

1. Из (14.6) – входная емкость каскада.

2) Из (14.7)

– входное сопротивление каскада.

3) (15.1)

4)

5) (15.2)

7) Искажения вносимые входной цепью по уровню 0,83 дБ равны = =180(МГц) (15.3)

16 Расчет С_ф, R_ф, С_р

Проводимый ниже расчёт основан на [2].

Вычислим R_ф и С_{ф ,} U_RФ=7В, т.к. по расчетам для промежуточного каскада необходим источник из (12.2), а у нас имеется источник 16(В):

(Ом) (16.1)

(16.2)

Найдем значение индуктивности для оконечного каскада:

-нижняя граничная частота по заданию.

(мкГн); где (16.3)

- сопротивление нагрузки. Значение взято из техн. задания.

Найдем значение индуктивности для предоконечного каскада:

-нижняя граничная частота по заданию.

(мГн); где (16.4)

-входное сопротивление оконечного каскада. Значение взято из (8.10)

На нижних частотах неравномерность АЧХ обусловлена ёмкостями Ср и Сэ, т.к. в нашем усилительном каскаде три разделительных конденсатора и один термостабилизации, а необходимо обеспечить искажения 2,5дБ, то каждый конденсатор будет вносить искажения . (dB), (раз), (16.5)

Значения разделительных конденсаторов вычисляются по формуле

, где

R1 и R2 сопротивления соответственно слева и справа от Ср

Yн допустимые искажения вносимые одной ёмкостью.

Найдем ёмкость первого разделительного конденсатора, т.е. конденсатора, стоящего между входной цепью и первым каскадом.

, где

сопротивление генератора. Значение взято из техн. задания.

Сопротивление входа первого каскада равно сопротивлению параллельно соединенных сопротивлений: входного транзисторного, Rб1 и Rб2.

, где

- входное сопротивление первого каскада. Значение взято из (14.7)

- первое сопротивление базового делителя первого каскада. Значение взято из (12.5)

- второе сопротивление базового делителя первого каскада . Значение взято из (12.6)

(16.6)

Найдем ёмкость второго разделительного конденсатора, т.е. конденсатора, стоящего между первым усилительным каскадом и вторым.

, где

внутреннее сопротивление транзистора. Значение взято из (11.5).

, где

- входное сопротивление оконечного каскада. Значение взято из (8.10)

(16.7)

Найдем ёмкость третьего разделительного конденсатора, т.е. конденсатора, стоящего между оконечным каскадом и нагрузкой.

, где

внутреннее сопротивление транзистора. Значение взято из (5.5).

, где

- входное сопротивление оконечного каскада. Значение взято из (8.10)

(16.8)

Найдем конденсаторы термостабилизации.

(16.9)

, (16.10)

Блокировочные емкости рассчитываются из выражения:

Они соответственно равны:

(Ф) (16.11)

РТФ КП 468730.001

УСИЛИТЕЛЬ

Лит

Масса

Масштаб

Из

Лист

Nдокум.

Подп.

Дата

ШИРОКОПОЛОСНЫЙ

Выполнил

Павлов

СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ

Проверил

Титов

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ

Лист24

Листов27

ТУСУР РТФ

Кафедра РЗИ

гр. 180

Gпозиция Обозн.обозн.

Наименование

Кол

Примечание

Конденсаторы ОЖ0.460.203 ТУ

С1

КД-2-300 нФ5%

1

С2

КД-2-240 нФ5

1

С3

КД-2-500 нФ5%

1

C4

КД-2-120 нФ5%

1

С5

КД-2-700 нФ5%

1

С6

КД-2-8 нФ5%

1

С7

КД-2-2 нФ5%

1

С8

КД-2-1,5 нФ5%

1

Резисторы ГОСТ 7113-77

R1

МЛТ–0,125-13,3 КОм10%

1

R2

МЛТ–0,125-1,1 KОм10%

1

R3

МЛТ–0,125-651 Ом10%

1

R4

МЛТ–0,125-55 Ом10%

1

R5

МЛТ–0,125-381 Ом10%

1

R6

МЛТ–0,125-4 Ом10%

1

R7

МЛТ–0,125-34 КОм10%

1

R8

МЛТ–0,125-8,5 КОм10%

1

R9

МЛТ–0,125-6,8 КОм10%

1

R10

МЛТ–0,125-2,1 Ом10%

1

Катушки индуктивности

L1,L2

Индуктивность 1 мГн10%

1

Транзисторы

VT1

КТ306Б

1

VT2

ГТ322А

1

VT3

2Т928А

1

РТФ КП 468730.001

Лит

Масса

Масштаб

Из

Лист

Nдокум.

Подп.

Дата

УСИЛИТЕЛЬ

Выполнил

Павлов

ШИРОКОПОЛОСНЫЙ

Проверил

Титов

Лист25

Листов27

ТУСУР РТФ

Перечень элементов

Кафедра РЗИ

гр. 180

14 Заключение

В данном курсовом проекте разработан широкополосный усилитель, имеющий следующие технические характеристики:

- Диапозон частот от 1,5МГц до 20МГц.

- Допустимые искажения Мн=2,5дБ, Мв=2,5дБ.

- коэффициент усиления 24 дБ;

- сопротивление генератора и нагрузки 50 Ом;

- напряжение питания 16 В.