2. Расчетное задание к лабораторной работе
«Изучение усилителей радиосигнала»
Краткие теоретические сведения
Резонансный коэффициент усиления УРС с одиночным контуром определяют по формуле
,
где
p1 – коэффициент
включения транзистора данного каскада
к контуру; p2 –
коэффициент включения входа следующего
каскада (нагрузки) к контуру;
– модуль проводимости прямой передачи
транзистора; Gэ
– эквивалентная проводимость контура
(проводимость контура с учетом влияния
внешних проводимостей).
Для схемы с трансформаторной связью транзистора данного каскада с контуром УРС коэффициент включения транзистора вычисляют следующим образом:
,
где kсв – коэффициент связи; Lсв – индуктивность катушки связи.
Эквивалентную проводимость контура рассчитывают по формуле
.
Катушка связи с выходной емкостью (в нее входят выходная емкость транзистора С22, собственная емкость катушки связи CLсв, паразитная монтажная емкость См) образует контур, резонансная частота которого составляет
,
где Свых = С22 + См + CLсв. Эту частоту называют собственной частотой выходной цепи усилительного прибора. Обычно fвых более чем в три раза превышает резонансную частоту контура УРС. В этом случае усилитель работает в режиме укорочения, и резонансный коэффициент передачи увеличивается с ростом частоты:
Для рассматриваемых
в данной лабораторной работе резонансных
частот можно считать, что
.
Параметры транзистора зависят от режима питания, главным образом от тока коллектора. Если режим питания транзистора отличается от того, при котором снимались параметры, производят пересчет по формулам
;
;
.
В приведенных формулах со штрихом даны параметры из справочника, измеренные при токе коллектора I'0, а I0 – ток коллектора в рабочей точке рассчитываемого каскада. Коэффициент устойчивого усиления УРС по схеме c общим эмиттером (ОЭ) определяют следующим образом:
,
где
– модуль прямой взаимной проводимости
(крутизны) при короткозамкнутом выходе;
– модуль обратной взаимной проводимости
при короткозамкнутом входе. Модуль
обратной проводимости
,
где ω – угловая рабочая частота; Ск – емкость коллектора (для транзистора 2Т307Б Ск можно принять равной 6 пФ).
Расчетное задание
Рассчитать и построить график зависимости резонансного коэффициента усиления УРС от частоты на микросхеме К228УВ1 с нагрузкой в виде одиночного контура. Оценить устойчивый коэффициент усиления. Контур в коллекторную цепь включен трансформаторно. Принципиальная схема усилителя приведена в описании лабораторной работы. При расчетах использовать следующие данные:
индуктивность контура 1-го поддиапазона (540–760 кГц) – 25 мкГн, 3-го поддиапазона (1120–1600 кГц) – 11,2 мкГн;
коэффициент связи катушек индуктивности (L1, L 2, L3–L6) – 0,2;
эквивалентное затухание контура – 0,05;
индуктивность связи Lсв 1-го поддиапазона – 200 мкГн; 3-го поддиапазона – 90 мкГн;
емкость коллекторной цепи – 10 пФ;
коэффициент включения контура со стороны входа следующего каскада p2 = 0,1.
Значения сопротивления нагрузки, а также резонансные частоты для каждого варианта задания приведены в табл. 8. Полученные значения резонансного коэффициента усиления на верхней частоте поддиапазона сравнить с устойчивым коэффициентом усиления.
Таблица 8
Последняя цифра номера зачетной книжки |
Ток коллектора Iк, мА |
Расчетная частота fрез, кГц |
Номер поддиапазона |
1 |
1,5 |
540 |
1 |
2 |
2,0 |
1200 |
3 |
3 |
2,5 |
560 |
1 |
4 |
3,0 |
1300 |
3 |
5 |
2,5 |
660 |
1 |
6 |
2,0 |
1400 |
3 |
7 |
1,5 |
750 |
1 |
8 |
2,0 |
1500 |
3 |
9 |
2,5 |
660 |
1 |
0 |
3,0 |
1600 |
3 |