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
Эквивалентная схема имеет тот же вид, что и схема представленная на рисунке 3.3. Расчёт её элементов производится по формулам, приведённым в пункте 3.3.3.
нГн;
пФ;
Ом
Ом;
Ом;
пФ.
3.4.4 Расчёт цепи термостабилизации
Для входного каскада также выбрана активная коллекторная термостабилизация.
В качестве VT1 возьмём КТ814А. Выбираем падение напряжения на резисторе из условия (пусть В), тогда . Затем производим следующий расчёт:
; (3.3.11)
; (3.3.12)
; (3.3.13)
; (3.3.14)
, (3.3.15)
где – статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ транзистора КТ814;
; (3.3.16)
; (3.3.17)
. (3.3.18)
Получаем следующие значения:
Ом;
мА;
В;
А;
А;
Ом;
кОм
3.5 Расчёт корректирующих цепей
3.5.1 Расчёт выходной корректирующей цепи
Расчёт всех КЦ производится в соответствии с методикой описанной в [2]. Схема выходной корректирующей цепи представлена на рисунке 3.12
Рисунок 3.3.12 Схема выходной корректирующей цепи
Выходную корректирующую цепь можно рассчитать с использованием методики Фано, которая подробно описана в методическом пособии [2]. Зная Свых и fв можно рассчитать элементы L1 и C1 .
Найдём – выходное сопротивление транзистора нормированное относительно и .
(3.5.1)
.
Теперь по таблице приведённой в [2] найдём ближайшее к рассчитанному значение и выберем соответствующие ему нормированные величины элементов КЦ и .
Найдём истинные значения элементов по формулам:
; (3.5.2)
; (3.5.3)
. Гн; (3.5.4)
Ф;
3.5.2 Расчёт межкаскадной КЦ
В данном усилителе имеются две МКЦ: между входным каскадом и каскадом со сложением напряжений и на входе усилителя. Это корректирующие цепи третьеого порядка. Цепь такого вида обеспечивает реализацию усилительного каскада с наклоном АЧХ, лежащим в пределах необходимых отклонений (повышение или понижение) с заданными частотными искажениями [2].
Расчёт межкаскадной корректирующей цепи, находящейся между входным каскадом и каскадом со сложением напряжений:
Принципиальная схема МКЦ представлена на рисунке 3.3.13
Рисунок 3.3.13. Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка
При расчёте используются однонаправленные модели на ВЧ входного и предоконечного транзисторов. В схеме со сложением напряжений оба транзистора выбираются одинаковыми. Возникает задача: выбор предоконечного транзистора. Обычно его выбирают ориентировочно, и если полученные результаты будут удовлетворять его оставляют.
Для нашего случая возьмём транзистор КТ913А (VT1), который имеет следующие эквивалентные параметры:
Свых=5.5 пФ
Rвых=55 Ом
И транзистор КТ 934Б (VT2), имеющий следующие эквивалентные параметры:
Lвх=3.8 нГн
Rвх=0.366 Ом
При расчёте будут использоваться коэффициенты: , , , значения которых берутся исходя
из заданной неравномерности АЧХ. Таблица коэффициентов приведена в методическом
пособии [2] 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:
,
,
= - нормированные значения , , .
Подставим исходные параметры и в результате получим:
Зная это, рассчитаем следующие коэффициенты:
;
; (2.32)
;
получим:
Отсюда найдем нормированные значения , , и :
где ; (2.33)
;
;
.
При расчете получим:
и в результате:
Рассчитаем дополнительные параметры:
(2.34)
(2.35)
где S210- коэффициент передачи оконечного каскада.
Для выравнивания АЧХ в области нижних частот используется резистор , рассчитываемый по формуле:
(2.36)
Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:
, , , (2.37)
3.5.3 Расчёт входной КЦ
Схема входной КЦ представлена на рисунке 3.5.14. Её расчёт, а также табличные значения аналогичны описанным в пункте 3.5.1.
Рисунок 3.5.14 входная коректирующая цепь
Расчитаем входную коректирующую цепь:
,
,
= - нормированные значения , , .
Подставим исходные параметры и в результате получим:
Зная это, рассчитаем следующие коэффициенты:
;
; (2.32)
;
получим:
Отсюда найдем нормированные значения , , и :
где ; (2.33)
;
;
.
При расчете получим:
и в результате:
Рассчитаем дополнительные параметры:
(2.34)
(2.35)
где S210- коэффициент передачи оконечного каскада.
Для выравнивания АЧХ в области нижних частот используется резистор , рассчитываемый по формуле:
(2.36)
Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:
, , , (2.37)
На этом расчёт входного каскада закончен.
3.6 Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей
Дроссель в коллекторной цепи каскадов ставится для того, чтобы выход транзистора по переменному току не был заземлен. Его величина выбирается исходя из условия:
. (3.6.3)
мкГн.
Сопротивление и емкость обратной связи, стоящие в цепи базы выходного транзистора расчитаем по формулам:
Подставив значения получим:
Разделительные емкости.
Устройство имеет 4 реактивных элемента, вносящих частотные искажения на низких частотах. Эти элементы – разделительные емкости. Каждая из этих емкостей по техническому заданию должна вносить не более 0.75 дБ частотных искажений. Номинал каждой емкости с учетом заданных искажений и обвязывающих сопротивлений рассчитывается по формуле: (1.38)
где Yн – заданные искажения; R1 и R2 – обвязывающие сопротивления, Ом; wн – нижняя частота, рад/сек.
Приведем искажения, заданные в децибелах: , (1.39)
где М – частотные искажения, приходящиеся на каскад, Дб. Тогда
Номинал разделительной емкости оконечного каскада:
Номинал разделительной емкости стоящей в цепи коллектора транзистора с общим эмиттером в каскаде со сложением напряжений:
Номинал разделительной емкости стоящей в цепи коллектора входного транзистора:
Номинал разделительной емкости входного каскада:
Емкость Сбл найдём из условия:
çXСблç << Rк, где Rк – сопротивление стоящее в цепи коллектора транзистора активной коллекторной термостабилизации представленной на рис.3.3.10.
êХсê=ê1/i×w×Сê=1/w×С
С=1/êХсê×w
Для расчета Сбл возьмем êХсê=0.43 что 500 раз меньше Rк. В итоге получим:
С=1/0.43×2×p×230×106=1.6×10-9
Сбл=1.6 нФ
4. Заключение
Рассчитанный усилитель имеет следующие технические характеристики:
1. Рабочая полоса частот: 49-230 МГц
2. Линейные искажения
в области нижних частот не более 2 дБ
в области верхних частот не более 2 дБ
3. Коэффициент усиления 30дБ с подъёмом области верхних частот 6 дБ
4. Питание однополярное, Eп=16 В
5. Диапазон рабочих температур: от +10 до +60 градусов Цельсия
Усилитель рассчитан на нагрузку Rн=75 Ом
Усилитель имеет запас по усилению 5дБ, это нужно для того, чтобы в случае ухудшения, в силу каких либо причин, параметров отдельных элементов коэффициент передачи усилителя не опускался ниже заданного уровня, определённого техническим заданием.
Поз.
