Расчёт межкаскадной корректирующей цепи, находящейся между выходным и предоконечными каскадами:
Принципиальная схема МКЦ представлена на рисунке 3.3.10
Рисунок 3.3.10. Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка
При расчёте используются однонаправленные модели на ВЧ выходного и предоконечного транзисторов. Возникает задача: выбор предоконечного транзистора. Обычно его выбирают ориентировочно, и если полученные результаты будут удовлетворять его оставляют.
Для нашего случая возьмём транзистор КТ930А, который имеет следующие эквивалентные параметры [3]:
При расчёте будут использоваться коэффициенты: , , , значения которых берутся из таблицы [5] исходя из заданной неравномерности АЧХ. В нашем случае они соответственно равны: 2.31, 1.88, 1.67. Расчет заключается в нахождении нормированных значений: и подставлении их в соответствующие формулы, из которых находятся нормированные значения элементов и преобразуются в действительные значения.
Итак, произведём расчёт, используя следующие формулы:
, (3.3.36)
, (3.3.37)
= (3.3.38)
- нормированные значения , , .
Подставим исходные параметры и в результате получим:
Зная это, рассчитаем следующие коэффициенты:
;
;
;
получим:
Отсюда найдем нормированные значения , , и :
где ;
; (3.3.39)
; (3.3.40)
. (3.3.41)
При расчете получим:
и в результате:
(3.3.42)
Рассчитаем дополнительные параметры:
(3.3.43)
(3.3.44)
где S210- коэффициент передачи оконечного каскада.
Для выравнивания АЧХ в области нижних частот используется резистор , рассчитываемый по формуле:
(3.3.45)
Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:
, , , (3.3.46)
На этом расчёт выходного каскада закончен и можно приступить к предоконечному каскаду.
3.4 Расчёт предоконечного каскада
3.4.1Выбор рабочей точки
При расчёте режима предоконечного каскада условимся что питание всех каскадов осуществляется от одного источника напряжения с номинальным значением Eп. Так как Eп=Uк0, то соответственно Uк0 во всех каскадах берётся одинаковое то есть Uк0(предоконечного к.)=Uк0(выходного к). Мощность, генерируемая предоконечным каскадом доложна быть в коэффициент усиления выходного каскада вместе с МКЦ(S210) раз меньше, следовательно, и Iк0, будет во столько же раз меньше. Исходя из вышесказанного координаты рабочей точки примут следующие значения: Uк0= 15 В; Iко=1.8/2.23= 0.8 А. Мощность, рассеиваемая на коллекторе Pк= Uк0 Iк0=12 Вт.
3.4.2 Выбор транзистора
Выбор транзистора был произведён в пункте 3.3.5.2 его название КТ930А. Этот транзистор так же отвечает требованиям, приведенных в пункте 3.3.2. Его основные технические характеристики взяты из справочника [3] и 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 А;
3.4.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора
Так как при расчётах схема Джокалетто не используется, то достаточно будет расчитать однонаправленную модель на ВЧ. Эквивалентная схема замещения транзистора имеет тот же вид, что и схема, представленная на рисунке 3.3.6. Расчёт её элементов производится по формулам, приведённым в пункте 3.3.3.
нГн;
пФ;
Ом
Ом;
3.4.4 Расчёт цепи термостабилизации
Как было сказано в пункте 3.3.4.2., для данного усилителя предпочтительней выбрать во всех каскадах активную коллекторную термостабилизацию. Принципиальная схема её представлена на рисунке 3.3.8. Расчёт производится аналогично расчёту выходного каскада. Отличием является лишь то, что коллекторный ток будет иметь другое значение.
В качестве VT1 возьмём транзистор КТ361А так как требуется меньшее рассеивание энергии чем в выходном каскаде. H21 транзистора КТ 361, используемое в ниже приведённых формулах равно H21=50. Выбираем падение напряжения на резисторе из условия (пусть В), тогда . В результате получаем следующие значения:
Ом;
А;
В;
А;
А;
Ом;
кОм.
Ом
На этом расчёт термостабилизации закончен.
3.4.5. Расчёт межкаскадной КЦ
Расчёт межкаскадной корректирующей цепи, расположенной между вторым и первым каскадом производится аналогично расчёту приведённому в пункте 3.3.5.2. Принципиальная схема МКЦ представлена на рисунке 3.4.1
Рисунок 3.4.1. Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка
В качестве входного транзистора возьмём КТ 930А. Его параметры, необходимые для расчёта имеют следующие значения:
Далее подставляя параметры транзисторов: VT 1 и VT 2 в соответствующие формулы получим следующие значения:
,
,
= - нормированные значения , , .
;
;
;
получим:
Отсюда найдем нормированные значения , , и :
где ;
;
;
.
При расчете получим:
и в результате:
Рассчитаем дополнительные параметры:
где S210- коэффициент передачи предоконечного каскада.
Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:
, , ,
На этом расчёт предоконечного каскада закончен и можно приступить к входному каскаду.
3.5 Рассчёт входного каскада по постоянному току
3.5.1 Выбор рабочей точки
Выбор рабочей точки входного каскада производится анологично предыдущим каскадам, то есть Uко берётся тем же самым а Iко в коэффициент усиления раз предоконечного каскада вместе с МКЦ( S210) меньше. Тогда координаты рабочей точки примут следующие значения: Uк0= 15 В; Iко=0.8/3.131=0.26 А.
3.5.2 Выбор транзистора
Выбор транзистора был осуществлён при расчёте МКЦ, его название КТ 930А. Его основные технические характеристики приведены в пункте 3.4.2.
3.5.3 Расчёт цепи термостабилизации
Для входного каскада также выбрана активная коллекторная термостабилизация, и расчёт производится в соответствии с методикой расписанной в пункте 3.3.4.1.
В качестве VT1 возьмём тот же транзистор КТ361А.
Ом;
А;
В;
А;
А;
Ом;
кОм.
Ом
На этом расчёт термостабилизации закончен.
3.5.4 Расчёт входной КЦ
Принципиальная схема входной корректирующей цепи представлена на рисунке 3.5.1.
Рисунок 3.5.1 Схема входной корректирующей цепи
Методика расчёта входной корректирующей цепи аналогична методике расчёта МКЦ, о которой написано в пункте . Здесь Rвых есть выходное сопротивлние генератора, а Cвых его ёмкость. Подставим эти значения в соответствующие формулы и получим исходные параметры цепи:
,
= - нормированные значения , , .
Подставим исходные параметры и в результате получим:
Зная это, рассчитаем следующие коэффициенты:
;
;
;
получим:
Отсюда найдем нормированные значения , , и :
где ;
;
;
.
При расчете получим:
и в результате:
Рассчитаем дополнительные параметры:
где S210- коэффициент передачи оконечного каскада.
Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:
, , ,
На этом расчёт водного каскада закончен.
3.6 Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей
В данном усилителе имеются три блокировочные ёмкости, которые стоят в цепях коллекторной стабилизации, и необходимы для того чтобы термостабилизация не влияла на режим работы усилителя по переменному току. Блокировочные ёмкости С4, С9, С14 рассчитываются из условия, что их сопротивление на нижней частоте в десять раз меньше сопротивления R2 в цепи коллекторной стабилизации (рисунок 3.3.8). То есть:
1/WнCбл=R2/10
отсюда
, (3.6.1)
