|
|||
Рисунок 3.1
3.2 Распределение линейных искажений в области ВЧ
Расчёт усилителя будем проводить исходя из того, что искажения распределены следующим образом: выходная КЦ–1 дБ, выходной каскад с межкаскадной КЦ–1.5 дБ, входной каскад со входной КЦ–0.5 дБ. Таким образом, максимальная неравномерность АЧХ усилителя не превысит 3 дБ.
3.3 Расчёт выходного каскада
3.3.1 Выбор рабочей точки
Как отмечалсь выше в качестве выходного каскада будем испльзовать каскад с параллельной отрицательной обратной связью по напряжению обладающий наибольшей широкополосностью, при работе на ёмкостную нагрузку.
Расчитаем рабочую точку двумя способами:
1.При использовании дросселя в цепи коллектора.
2.При использовании активного сопротивления Rk в цепи коллектора.
1.Расчет рабочей точки при использовании при использовании дросселя в цепи коллектора.
Схема каскада приведена на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2
Сопротивление обратной связи Rос находим исходя из заплонированного на выходной каскад коэффициента усиления, в разах, сопротивления генератора или другими словами выходного сопротивления предыдущего каскада и рассчитываем по следующей формуле [2]:
, (3.3.1)
Координаты рабочей точки можно приближённо рассчитать по следующим формулам [1]:
, (3.3.2)
где , (3.3.3)
(3.3.4)
, (3.3.5)
где – начальное напряжение нелинейного участка выходных
характеристик транзистора, .
(3.3.6)
(3.3.7)
(3.3.8)
Рассчитывая по формулам 3.3.2 и 3.3.5, получаем следующие координаты рабочей точки:
Ом
Ом
мА,
В.
А
Найдём потребляемую мощность и мощность рассеиваемую на коллекторе
Вт.
Вт.
Выбранное сопротивление Rос обеспечивает заданный диапазон частот.
Нагрузочные прямые по переменному и постоянному току для выходного каскада представлены на рисунке 3.2
|
|||
Рисунок 3.3
2.Расчет рабочей точки при использовании активного сопротивления Rk в цепи коллектора.
Схема каскада приведена на рисунке 3.4.
Рисунок 3.4
Выберем Rк=Rн =1000 (Ом).
Координаты рабочей точки можно приближённо рассчитать по следующим формулам [1]:
(3.3.9)
(3.3.10)
(3.3.11)
Рассчитывая по формулам 3.3.20 и 3.3.21, получаем следующие значения:
Ом
Ом
Ом
мА,
В.
В.
Найдём потребляемую мощность и мощность рассеиваемую на коллекторе по формулам (3.3.7) и (3.3.8) соответственно:
Вт.
Вт.
Результаты выбора рабочей точки двумя способами приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1.
Eп, (В)
Iко, (А)
Uко, (В)
Pрасс.,(Вт)
Pпотр.,(Вт)
С Rк
155.7
5
7
22.57
22.57
С Lк
7
2.75
7
1.027
1.027
Из таблицы 3.1 видно, что для данного курсового задания целесообразно использовать дроссель в цепи коллектора.
Нагрузочные прямые по переменному и постоянному току для выходного каскада представлены на рисунке 3.5
Рисунок 3.5
3.3.2 Выбор транзистора
Выбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров:
1. граничной частоты усиления транзистора по току в схеме с ОЭ
;
2. предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер
;
3. предельно допустимого тока коллектора
;
4. предельной мощности, рассеиваемой на коллекторе
.
Этим требованиям полностью соответствует транзистор КТ 610 А . Его основные технические характеристики приведены ниже.
Электрические параметры:
1. Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ МГц;
2. Постоянная времени цепи обратной связи пс;
3. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ ;
4. Ёмкость коллекторного перехода при В пФ;
5. Индуктивность вывода базы нГн;
6. Индуктивность вывода эмиттера нГн.
Предельные эксплуатационные данные:
1. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер В;
2. Постоянный ток коллектора мА;
3. Постоянная рассеиваемая мощность коллектора Вт;
4. Температура перехода К.
3.3.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора
3.3.3.1 Схема Джиаколетто
Многочисленные исследования показывают, что даже на умеренно высоких частотах транзистор не является безынерционным прибором. Свойства транзистора при малом сигнале в широком диапазоне частот удобно анализировать при помощи физических эквивалентных схем. Наиболее полные из них строятся на базе длинных линий и включают в себя ряд элементов с сосредоточенными параметрами. Наиболее распространенная эквивалентная схема- схема Джиаколетто, которая представлена на рисунке 3.6. Подробное описание схемы можно найти [3].
Рисунок 3.6 – Схема Джиаколетто
Достоинство этой схемы заключается в следующем: схема Джиаколетто с достаточной для практических расчетов точностью отражает реальные свойства транзисторов на частотах f £ 0.5fт ; при последовательном применении этой схемы и найденных с ее помощью Y- параметров транзистора достигается наибольшее единство теории ламповых и транзисторных усилителей.
