6±0,6
60*25
50
Выбор типа схемы и транзисторов для выходного каскада:
В качестве оконечных каскадов усилителей низкой частоты можно использовать как однотактные, так и двухтактные схемы. Схема выходного каскада определяется назначением усилителя и требованиями, предъявляемыми, к нему. Так как у моего усилителя Рвых=0,150Вт, то я выбираю двухтактный каскад в режиме класса АВ на маломощных транзисторах.
Выбор транзисторов производится, исходя из следующих соображений:
1. предельно допустимая мощность рассеяния на один транзистор Ркмакс должна превышать рассеиваемую на коллекторе мощность Рк, которую можно вычислить по формуле:
Рк=0,4*Рн’/ ηунч *ξ², где
Рн’=Рн/2-номинальная мощность, заданная по условию, приходящаяся на один транзистор.
Рк-мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора.
ηунч-КПД выходного каскада =1
ξ-коэффициент использования коллекторного напряжения=0,8÷0,95; выбираю 0,9
Рн’=0,150/2=0,075Вт=75мВт
Рк=0,4*0,075/1*0,9²=0,037Вт≈37мВт
Выбираю транзистор: КТ315А, у которого Ркмакс=150мВт; Екмакс=25В
2. Проверяю выполнение условия:
Ек≤(0,3÷0,4)Екмакс
6В≤(0,3÷0,4)*25=7,5÷10
Условие выполняется, следовательно, транзистор выбран правильно.
Выбор транзисторов для каскадов УННЧ:
В большинстве случаев каскады УННЧ могут быть выполнены на маломощных транзисторах. При этом, если усиливаемые частоты не превышают единиц килогерц, выбор транзисторов производится по низкочастотным параметрам из следующих соображений:
1. минимальной стоимости;
2. наибольшей величины коэффициента усиления (В) в схеме с общим эмиттером.
Выбираю транзистор КТ315Б т.к. он дешевый и имеет большёй коэффициент усиления.
Таблица№12:
Тип
Тракт
Ikmax,ma
Pkmax, mBt
Ukэ, В
fгр
h21э
КТ315А
УНЧ
100
150
25
100
20÷90
КТ315Б
УННЧ
100
150
20
100
50÷350
1.2.13.Обоснование структурной схемы приёмника по результатам эскизного расчёта.
На основании проведённого мной эскизного расчёта приёмника я составляю его блок-схему с указанием числа каскадов и особенностей каждого тракта.
В этой схеме входная цепь приёмника с магнитной антенной содержит два поддиапазона: поддиапазон километровых волн (ДВ) и поддиапазон гектометровых волн (СВ). Связь контура входной цепи с транзистором преобразователя частоты трансформаторная. Преобразователь частоты (ПЧ) собран по схеме с отдельным гетеродином. Нагрузкой в цепи коллектора служит 4 звена ФСС ПФ1П-2, связь ФСС с выходом смесителя и входом УПЧ индуктивная. Первый каскад УПЧ собран по апериодической схеме, второй широкополосный, одноконтурный с частичным включением контура в цепь коллектора. Диодный детектор собран по последовательной схеме с разделённой нагрузкой. Для автоматической регулировки усиления используется схема АРУ с задержкой включенная в цепь эмиттера УПЧ собранного по апериодической схеме. Каскад УННЧ собран по резистивной схеме с непосредственным включением нагрузки, каскад УНЧ выполнен по безтрансформаторной схеме на одиночной паре комплементарных транзисторов.
1.3 Расчётная часть проекта:
1.3.1 Подробный расчёт каскада АД:
Требования, предъявляемые к АД, сводятся к обеспечению следующих качественных показателей:
· возможно большего коэффициента передачи, который определяется отношением напряжения НЧ на выходе детектора к напряжению ВЧ на его входе;
· возможно меньших частотных и нелинейных искажений;
· возможно большего входного напряжения;
· возможно меньшего ВЧ напряжения на его выходе.
Расчёт детектора сводится к выбору схемы и ее элементов так, чтобы перечисленные требования удовлетворялись наилучшим образом.
Выбираю последовательный полу проводниковый детектор с разделённой нагрузкой, так как он удовлетворяет всем моим заданным требованиям, и обеспечивает регулировку уровня сигнала.
1. Диоды рекомендуется выбирать исходя из условия:
Rобр>>Rн>>Rпр
Выбираю диод Д9Б, так как у него Rобр>>Rпр.
Определяю сопротивление нагрузки детектора:
Rн=2*Кд*Rвх, где Кд - коэффициент передачи детектора, так как Uвх.д=0,6В, то Кд=0,2÷0,4 выбираю Кд=0,4.
Rвх- входное сопротивление детектора 4,6кОм
Rн=2*Кд*Rвх=2*0,4*4,6=3,68кОм.
2. Так как сопротивление нагрузки детектора одного порядка с входным сопротивлением УНЧ, величины сопротивлений R1 и R2 определяю по номограмме 9.18 в учебнике В.Д. Екимова.
Получаю R2=1,6кОм.
Принимаю R2=1.5 кОм из ряда Е6, типа СП3-10М с выключателем.
Определяю R1=Rн-R2=3,68-1,5=2,18кОм.
Принимаю R1=2,2кОм из ряда Е6, типа МЛТ-0,25.
3. Определяю общее сопротивление нагрузки переменному току:
4. Определяю общее сопротивление нагрузки постоянному току:
Rн==R1+R2=2,2+1,5=3,7кОм
Так как Rн»/Rн==3,12/3,7=0,84>0,8 то нелинейные искажения не будут превышать нормы.
5. Определяю величину эквивалентной ёмкости, шунтирующей нагрузку детектора:
6. Определяю величину ёмкости С2, обеспечивающую фильтрацию на промежуточной частоте:
Принимаю С2=6800пФ
7. Определяю величину ёмкости С1:
С1£Сэ-С2=18532,81-6800=11,732,81пФ
Принимаю С1=6800пФ
8. Проверяется величина эквивалентной ёмкости:
Сэ’=C1+C2=6800+6800=13600пФ
Так как Сэ’=13600<Сэ=18532,81пФ, то расчёт выполнен правильно.
1.3.2. Подробный расчёт каскада УННЧ:
Для предварительного усиления выбираю резистивный каскад
Исходные данные для расчёта:
1. Полоса усиливаемых частот
Fн-Fв=300-3500Гц
2. Коэффициент частотных искажений на нижней частоте за счёт Сс
Мнс=1,5дб
3. Коэффициент частотных искажений на нижней частоте за счёт Сэ
Мнэ=1,5дб
4. Коэффициент частотных искажений на верхней частоте
Мв=1,5дб
5. Напряжение питания каскада
Ек=6В
6. Температура окружающей среды
T=00С¸+300C
7. Параметры транзистора следующего каскада
Iвх м сл=2мА
Uвх м сл=1,5В
Rвх Тр сл=4кОм
Ксл=20
Fгр мин=300кГц
Ск макс=10пФ
Rвх об сл=50кОм
R1сл=50кОм
R2сл=10кОм
1. Определяю максимальный ток коллектора:
Rкор=0,4*Eк/Iк0=0,4*Eк/1,5*Iвхмсл=0,4*6/1,5*0,002=800Ом
Iкм=Iвхсл+(Uвхмсл/R2сл)+(Uвхмсл/Rкор)=0,002А+0,8/10000+0,8/800= 0,002А+0,00008А+0,001А=0,00308А=3,08мА
2. Определяю Ik0:
Ik0=(1,05¸1,2)*Ikm=3,234мА¸3,696мА, выбираю 3,5мА
3. Так как в пункте 1.2.12. я выбрал транзистор КТ315Б, то выписываю его параметры:
Iк макс
bмакс
bмин
Uкэмакс
fгр
Uкэ0
Rмм
Ск
100мА
350
50
30В
100МГц
15В
670 0С/Вт
7пФ
4. Рассчитываю сопротивления Rэ и Rк:
Rк=0,4*Ек/Iк0=0,4*6В/3,5мА=685,71Ом
Rэ=0,2*Ек/Iк0=0,2*6В/3,5мА=342,85Ом
Принимаю
Rк=1кОм по ряду Е24 типа МЛТ- 0,125
Rэ=360Ом по ряду Е24 типа МЛТ- 0,125
5. Рассчитываю напряжение Uкэ0:
Uкэ0=Ек-Iк0*Rк- Iк0*Rэ=6В-3,5мА*1000Ом-3,5мА*360Ом=6В-3,5В-1,26В=1,24В
6. По статическим характеристикам транзистора для значений Uкэ0 и Iк0 нахожу методом треугольника:
Uкэ0
Ik0
