Усилитель широкополосный
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра радиоэлектроники и защиты информации
(РЗИ)
УСИЛИТЕЛЬ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине
“Схемотехника аналоговых электронных устройств"
РТФ КП.468731.001 ПЗ
Выполнил
студент гр. 142-1:
_______ Б. В. Храмцов
_______ марта 2005г.
Проверил
Доктор технических наук, профессор каф. РЗИ:
_______ А.А. Титов
_______ марта 2005г.
Томск 2005
РЕФЕРАТ
Курсовая работа 31 с., 21 рис, 1 табл., 4 источника.
УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, КОРРЕКТИРУЮЩАЯ ЦЕПЬ, РАБОЧАЯ ТОЧКА, ВЫБОР ТРАНЗИСТОРА, СХЕМЫ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ, ОДНОНАПРАВЛЕННАЯ МОДЕЛЬ ТРАНЗИСТОРА, ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА ДЖИАКОЛЕТТО, ДРОССЕЛЬНЫЙ КАСКАД.
Объектом исследования является широкополосный усилитель мощности.
В данной курсовой работе рассматриваются условия выбора транзистора, методы расчета усилительных каскадов, корректирующих цепей, цепей термостабилизации.
Цель работы – приобрести навыки расчета транзисторных усилителей мощности.
В результате работы был рассчитан широкополосный усилитель мощности, который может использоваться в качестве усилителя мощности стандартных сигналов, а также в качестве усилителя, применяющегося для калибровки усилителей мощности телевизионных передатчиков.
Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft World 2003, с использованием графического редактора PAINT и представлена на дискете 3,5”.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение
2. Расчет структурной схемы усилителя
2.1 Определение числа каскадов
2.2 Распределение искажений по каскадам
3. Расчет оконечного каскада
3.1 Расчет требуемого режима транзистора
3.1.1 Расчет параметров резистивного каскада
3.1.2 Расчет дроссельного каскада
3.2 Выбор транзистора
3.3 Расчет и выбор схемы термостабилизации
3.3.1 Эмиттерная термостабилизация
3.3.2 Пассивная коллекторная термостабилизация
3.3.3 Активная коллекторная термостабилизация
3.4 Расчет эквивалентной схемы замещения
3.5 Переход к однонаправленной модели транзистора
4. Расчет промежуточного каскада
4.1 Расчет рабочей точки для промежуточного каскада
4.2 Выбор транзистора для промежуточного каскада
4.3 Расчет эквивалентных схем замещения
4.4 Расчет эмиттерной термостабилизации
4.5 Переход к однонаправленной модели транзистора
4.6 Расчет промежуточного каскада с эмиттерной коррекцией
5. Искажения, вносимые входной цепью
6. Расчет результирующей характеристики
7. Заключение
Список использованных источников
РТФ КП.468.731.001.ПЗ Схема электрическая принципиальная
РТФ КП.468.731.001.ПЗ Перечень использованных элементов
5
6
6
6
7
7
7
8
10
11
11
12
13
14
16
18
18
19
20
21
22
24
26
27
28
29
30
31
РТФ КП 468731.001 П3
Изм.
Лист.
N0 докум.
Подп.
Дата
Разраб.
Храмцов Б.В.
Усилитель широкополсный
Пояснительная записка
Лит.
Лист
Листов
Провер.
Титов А.А.
4
31
ТУСУР РТФ гр.142-1
Н. контр.
Утв.
1 Введение
Сейчас в электронной технике часто используются разнообразные усилительные устройства. В любом теле-радиоустройстве, в компьютере есть усилительные каскады.
В данном курсовом проекте решается задача проектирования усилителя напряжения на основе операционных усилителей.
Операционный усилитель (ОУ) – усилитель постоянного тока с полосой пропускания в несколько мегагерц с непосредственной связью между каскадами (т.е. без Ср), с большим коэффициентом усиления, высоким входным и малым выходным сопротивлениями, а также низким уровнем шума, при хорошей температурной стабильности, способный устойчиво работать при замкнутой цепи обратной связи (ОС).
ОУ предназначен для выполнения различных операций над аналоговыми величинами, при работе в схеме с глубокими отрицательными обратными связями (ООС). При этом под аналоговой величиной подразумевается непрерывно изменяющееся напряжение или ток
Основной целью данного курсового проекта является разработка широкополосного усилителя.
В задачу входит анализ исходных данных на предмет оптимального выбора структурной схемы и типа электронных компонентов, входящих в состав устройства, расчёт цепей усилителя.
По заданию усилитель должен усиливать сигнал в полосе частот от 4 до 40 МГц с частотными искажениями не более 2 дБ на верхних и 3дБ нижних частотах. Нелинейные искажения усилителя необходимо оценить.
2 Расчет структурной схемы усилителя
2.1 Определение числа каскадов
Чтобы обеспечить амплитуду выходного сигнала, заданную в техническом задании, нужно выбрать многокаскадный усилитель, так как одного усилительного элемента недостаточно. Поэтому определим число каскадов для обеспечения выходного сигнала.
Структурную схему многокаскадного усилителя можно представить как
Рисунок 2.1 - Структурная схема усилителя
K - коэффициент усиления, дБ;
Ki - коэффициент усиления i-го каскада, дБ; i = 1,...,n; n - число каскадов.
Для ШУ диапазона ВЧ с временем установления порядка десятков наносекунд ориентировочно число каскадов можно определить, полагая, что все каскады с одинаковым Ki равным 10 децибел, то есть:
(2.1)
2.2 Распределение искажений по каскадам
Для многокаскадного ШУ результирующий коэффициент частотных искажений в области верхних частот (ВЧ) определяется как:
, (2.2)
где Yв - результирующий коэффициент частотных искажений в области ВЧ, дБ.
Yвi - коэффициент частотных искажений I-го каскада, дБ.
Суммирование в формуле (2.2) производится n+1 раз из-за необходимости учета влияния входной цепи, образованной Rг, Rвх, Cвх (рисунок 2.1).
Распределять искажения можно равномерно, при этом:
Yвi = Yв/(n+1) = 2/(2+1) дБ = 0,66 дБ = 0,926119 раз (2.3)
3 Расчет оконечного каскада
Выходной каскад работает в режиме большого сигнала, поэтому расчет его ведем так, чтобы обеспечить заданную амплитуду выходного напряжения при допустимых линейных (в области верхних частот или малых времен) и нелинейных искажениях.
