Усилитель модулятора системы записи компакт-дисков


  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.

Рис. 3.6 Схема Джиаколетто.

 
 


Расчитаем элементы схемы, воспользовавшись справочными данными и приведенными ниже формулами [6].

при В

 
          Справочные данные для транзистора КТ610А:

Ск=4∙10-12(Ф) при Uкэ=10(В) , τс=20∙10-12(с) при Uкэ=10(В) , fт=1∙109(Гц),

Iкmax=0,3∙(А), Uкэmax=26(В), где  Cк- емкость коллекторного перехода,         tс- постоянная времени обратной связи, Н21э=bо- статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ.

          Найдем значение емкости коллектора при Uкэ=10В по формуле :

                                                          (3.3.12)                                       

где U¢кэосправочное или паспортное значение напряжения;

       Uкэо –  требуемое значение напряжения.

.

          Сопротивление базы рассчитаем по формуле:

, .                                                                 (3.3.13)

  Используя формулу (3.3.12), найдем значение коллекторной емкости в рабочей точке :

 

Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ найдем по формуле:

,                                                                                             (3.3.14)

                                                                                          

          Найдем ток эмиттера по формуле:

,                                                                                                 (3.3.15)

.

          Найдем сопротивление эмиттера по формуле:

                                                                            (3.3.16)

где Iэо – ток в рабочей точке, занесенный в формулу в мА.

.

Проводимость база-эмиттер расчитаем по формуле:

,                                                                                           (3.3.17)

.

Определим  диффузионную емкость  по формуле:

,                                                                                   (3.3.18)

.

Крутизну транзистора определим по формуле:

 
 ,                                                                                                        (3.3.19)

.

3.3.3.2 Однонаправленная модель


Поскольку рабочие частоты усилителя заметно больше частоты , то из эквивалентной схемы можно исключить входную ёмкость, так как она не влияет на характер входного сопротивления транзистора. Индуктивность же выводов транзистора напротив оказывает существенное влияние и потому должна быть включена в модель. Эквивалентная высокочастотная модель представлена на рисунке 3.7. Описание такой модели можно найти в [6].

Рис. 3.7 Однонаправленная модель.

 


Параметры эквивалентной схемы рассчитываются по приведённым ниже формулам [6].

Входная индуктивность:

,                                                                                  (3.3.20)

где –индуктивности выводов базы и эмиттера.

Входное сопротивление:

,                                                                                         (3.3.21)

где , причём , где

и   – справочные данные.

Крутизна транзистора:

,                                                                  (3.3.22)

где , , .

Выходное сопротивление:

.                                                                              (3.3.23)

Выходная ёмкость:

.                                                        (3.3.24)

В соответствие с этими формулами получаем следующие значения элементов эквивалентной схемы:

,

,

,

,

,

,

.


3.3.4 Расчет полосы пропускания.


Проверим обеспечит ли выбранное сопротивлении обратной связи Rос, расчитанное в пункте 3.3.1, на нужной полосе частот требуемый коэффициент усиления, для этого воспользуемся следующими формулами[6]:

(3.3.25)

                                   (3.3.26)

Найдем значение емкости коллектора при Uкэ=10В по формуле (3.3.12):

.

Найдем сопротивление базы по формуле (3.3.13):

.

          Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ найдем по формуле (3.3.14):

.

          Найдем ток эмиттера по формуле (3.3.15):

.

          Найдем сопротивление эмиттера по формуле (3.3.16):

.

          Определим  диффузионную емкость  по формуле (3.3.18):

,

,                     (3.3.27)

,                                                                                  (3.3.28)

где    – искажения,  дБ, 

                                                                                     (3.3.29)

.

          Выбранное сопротивление Rос обеспечивает заданный диапазон частот.


3.3.5 Расчёт цепей термостабилизации


Существует несколько вариантов схем термостабилизации. Их использование зависит от мощности каскада и от того, насколько жёсткие требования к термостабильности. В данной работе рассмотрены три схемы термостабилизации: пассивная коллекторная, активная коллекторная и эмиттерная [7].


3.3.5.1 Пассивная коллекторная термостабилизация.


Данный вид термостабилизации (схема представлена на рисунке 3.8) используется на малых мощностях и менее эффективен, чем две другие, потому что напряжение отрицательной обратной связи, регулирующее ток через транзистор подаётся на базу через базовый делитель.


Рис. 3.8 Пассивная коллекторая термостабилизация.

 



Расчёт, подробно описанный в [8], заключается в следующем: выбираем напряжение  (в данном случае 6,5В) и ток делителя (в данном случае , где  – ток базы), затем находим элементы схемы по формулам:

;                                                                       (3.3.30)

,                                                                                 (3.3.31)

где – напряжение на переходе база-эмиттер равное 0.7 В;

.                                                                     (3.3.32)

Получим следующие значения:

,

,

.


3.3.5.2 Активная коллекторная термостабилизация.


Активная коллекторная термостабилизация используется в мощных каскадах и является очень эффективной, её схема представлена на рисунке 3.9. Её описание и расчёт можно найти в [6].


Рис. 3.9 . Активная коллекторная термостабилизация.

 



В качестве VT1 возьмём КТ361А. Выбираем падение напряжения на резисторе  из условия (пусть ), затем производим следующий расчёт:

;                                                                                   (3.3.33)

;                                                                              (3.3.34)

;                                                                         (3.3.35)

;                                                                            (3.3.36)

,                                                                            (3.3.37)

где  – статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ транзистора КТ361А;

;                                                                            (3.3.38)

;                                                                         (3.3.39)

.                                                                       (3.3.40)


Получаем следующие значения:

,

,

,

,

,

,

,

.

Величина индуктивности дросселя выбирается таким образом, чтобы переменная составляющая тока не заземлялась через источник питания, а величина блокировочной ёмкости – таким образом, чтобы коллектор транзистора VT1 по переменному току был заземлён.


3.3.5.3 Эмиттерная термостабилизация.


Для выходного каскада выбрана эмиттерная термостабилизация, схема которой приведена на рисунке 3.10. Метод расчёта и анализа эмиттерной термостабилизации подробно описан в [8].

Рис. 3.10 Эмиттерная термостабилизация.

 



Расчёт производится по следующей схеме:

1.Выбираются напряжение эмиттера  и ток делителя  (см. рис. 3.4), а также напряжение питания ;

2. Затем рассчитываются .

3. Производится поверка – будет ли схема термостабильна при выбранных значениях  и . Если нет, то вновь осуществляется подбор  и .

В данной работе схема является термостабильной при  и . Учитывая то, что в коллекторной цепи отсутствует резистор, то напряжение питания рассчитывается по формуле . Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам:

;                                                                                    (3.3.41)

;                                                                            (3.3.42)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7



Реклама
В соцсетях
рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать