5.5.9 Расчет фильтрующей цепи питания

При параллельном включении фильтрующей цепи номиналы ее элементов определяются из следующих соотношений

кОм

мкФ

где - напряжение источника питания оконечного каскада.

- напряжение питания промежуточного каскада.

6. Расчет входного каскада

Принципиальная схема входного каскада представлена на рисунке 3. В соответствии с полученным коэффициентом передачи в промежуточном каскаде, заново распределим коэффициент передачи К:

Оценивается значение максимального выходного напряжения каскада:

U_вых=1/10^8/20=0,4

Где U^сл_{вых max,} К^сл – соответственно максимальное выходное напряжение и коэффициент усиления следующего каскада;

Исходными данными для проектирования промежуточного каскада являются:

-требуемый коэффициент усиления на средних частотах 50дБ;

-максимально допустимый коэффициент частотных искажений =4,0

-максимальное выходное напряжение сигнала =0,083 В;

-величина и характер источника сигнала и нагрузки (результаты расчета предварительного и оконечного каскадов).

Нагрузка промежуточного каскада R_н=748 Ом; С_н=19 пФ

6.1 Выбор транзистора

6.1.1 Выбор транзистора для оконченного каскада осуществляется с учетом следующих предельных параметров:

- граничной частоты усиления транзистора по току (частоты единичного усиления тока) в схеме с ОЭ:

=150 МГц;

- предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер:

=20,083=0,16 В;

- предельно допустимого тока коллектора (при не согласованном входе):

=0,08/177=0,45 мА..

6.1.2 Параметры транзистора в нашем случае определяются на основе справочных данных по значениям:

 150 МГц ; 1 В; 50 мА.

Этим требованиям удовлетворяет транзистор типа КТ371А с параметрами:

а) низкочастотное значение коэффициента передачи транзистора по току с ОЭ

h21== 120;

б) модуль коэффициента передачи этого транзистора по току с ОЭ на частоте f _изм= 300 МГц

= 8;

в) граничная частота усиления по току транзистора в схеме ОЭ ;

г) постоянная времени цепи внутренней обратной связи транзистора на ВЧ

=8пс; =70·10-12/710-12 =10 Ом

д) динамическое сопротивление эмиттерного перехода при комнатной температуре

=25,6/14,6  1,8 Ом.

I_ЭП определяется в рабочей точке при I_ЭП в миллиамперах получается с размерностью Ом;

е) динамическая емкость эмиттерного перехода

=8 пФ.

ж) объемное сопротивление эмиттера

r =(0,5…1,5) Ом

з) предельно-допустимые параметры

Uкэдоп20 В; Uэбдоп3 В; Iкдоп 100 мА; Ркдоп 100 мВт.

Предельно допустимые параметры транзистора с достаточным запасом превышают требуемые по расчету значения.

6.2 Расчет требуемого режима транзистора аналитическим методом

6.2.1 Находятся координаты рабочей точки транзистора без использования его вольтамперных характеристик.

R_к =(1..2)R_Н, для R_н =(0,3-3) кОм.

В нашем случае R_н= 748 Ом, тогда:

Rk=(1..2)Rн=1748= 708 Ом.

6.2.2 Определяется эквивалентное сопротивление нагрузки

6.2.3 Далее определяются требуемые токи покоя коллектора I_кП и базы I_бП в рабочей точке транзистора с коэффициентом (1,1…1,2). Для линейного ШУ I_кП , I_бП будут равны:

I_кП, I_бП – соответственно токи коллектора и базы ,а также напряжение на коллекторе в рабочей точки (точке покоя)

6.2.4 Напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке для ШУ находится из выражения:

где U_н – напряжение начального нелинейного участка выходных статических характеристик транзистора.

_{В нашем примере:}

учитываем для U_кП необходимый запас на термонестабильности (обычно не более 10-20%)

В.

6.2.5 Постоянная мощность, рассеиваемая на коллекторе не должна превышать предельного значения, взятого из справочных данных на транзистор

6.2.6 Требуемое значение напряжения источника питания Е_к для рассмотренного выше случая равно:

Где U_Rk – падение напряжения на коллекторном сопротивлении R_k,

U_Rk =I_кП R_к = 0,65*704*10^-3= 0,5В

Напряжение источника питания не должно превышать предельно допустимо значения U_кэдоп для данного транзистора и должно соответствовать рекомендованному ряду.

Из указанных соображений выбираем напряжение питания немного меньше расчетного Е_п=6,3 В.