Видеоусилитель
Московский ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ Авиационный Институт имени СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ
(технический университет)
Кафедра 407
“ЭЛЕКТРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА РЭС”
Курсовая работа
на тему
Видеоусилитель
Выполнил:
студент группы 04-320
Гуренков Дмитрий
Проверил:
преподаватель
Игнатьев Ф. Н.
Москва 2008 год
Содержание
Задание.................................................................................................................................................................................. 3
Введение................................................................................................................................................................................ 3
Расчет многокаскадного усилителя.......................................................................................................... 4
Расчет апериодических и импульсных усилителей....................................................................... 5
Расчет "Y"-параметров транзистора.............................................................................................................. 7
Высокочастотная эмиттерная коррекция.............................................................................................. 9
Низкочастотная коррекция цепочкой ....................................................................................... 10
Выбор и стабилизация режимов работы усилительных каскадов на транзисторах. 11
Расчет................................................................................................................................................................................... 15
Расчет необходимого количества каскадов...................................................................................... 15
Расчет оконечного усилительного каскада....................................................................................... 16
Расчет Y-параметров................................................................................................................................................ 16
Рассчитаем высокочастотную эмиттерную коррекцию................................................................................ 17
Низкочастотна коррекция цепочкой ...................................................................................................... 18
Стабилизация режима работы усилительного каскада................................................................................ 18
Расчет предоконечных усилительных каскадов.............................................................................. 19
Рассчитаем высокочастотную эмиттерную коррекцию................................................................................ 20
Низкочастотна коррекция цепочкой ...................................................................................................... 20
Стабилизация режима работы усилительного каскада................................................................................ 20
Эксплуатационные данные............................................................................................................................... 21
Видео усилитель. Принципиальная схема............................................................................................. 23
Перечень элементов.................................................................................................................................................. 24
Литература....................................................................................................................................................................... 25
Задание
Разработать принципиальную схему и рассчитать видеоусилитель со следующими характеристиками:
- коэффициент усиления по напряжению ;
- длительность импульса мкс;
- относительный скол вершины импульса – не более ;
- относительная длительность фронта – не более ;
- сопротивление нагрузки усилителя кОм;
- емкость нагрузки усилителя - пФ.
Введение
Усилитель – это устройство, увеличивающее мощность сигнала. Увеличение мощности происходит за счет преобразования энергии источника питания в сигнал на заданной частоте. Функцию преобразователя выполняет активный прибор, управляемый входным сигналом. Таким образом, в усилителе относительно маломощный входной сигнал управляет передачей большой мощности на частоте сигнала от источника питания в нагрузку, причем выходной сигнал является непрерывной функцией входного. Сам механизм преобразования энергии источника питания в энергию сигнала зависит от физической природы активного прибора.
Существует большое количество различных видов усилителей по активному прибору, в частности: на трех активных полюсных приборах, на активных двухполюсных приборах, усилители на ЛБВ и ЛОВ. В зависимости от вида усиливаемого сигнала различают усилители непрерывных и импульсных сигналов. Усилители импульсов, не имеющих высокочастотного заполнения (видеоимпульсов), обычно относятся к видео усилителям, или точнее говоря к видео импульсным усилителям. Усиление низкочастотных непрерывных и импульсных (как в нашем случае) сигналов осуществляется апериодическими импульсными усилителями.
Будем рассматривать апериодический усилитель с емкостной связью на трех активном полюсном приборе. Основным свойством апериодического усилителя является отсутствие ярко выраженных резонансных явлений. Нагрузкой этого усилителя, как правило, является резистор. Расчеты усилительных устройств, обычно, выполняются покаскадно с дальнейшим нахождением параметров многокаскадных усилителей. Эффективность усиления можно оценить по величине коэффициента усиления. Различают коэффициенты усиления по напряжению, току и мощности. Основным, обычно, считается коэффициент усиления по напряжению: , который далее будет именоваться просто коэффициентом усиления без индекса «U». Коэффициенты усиления являются комплексными величинами. Модуль коэффициента усиления определяет соотношение входной и выходной амплитуд, на данной частоте.
В качестве принципиальной схемы усилителя выберем схему, состоящую из N каскадов на однотипных, активных приборах с одинаковыми параметрами. В таком случае общий коэффициент усиления будет находиться как произведение коэффициентов усиления каждого из каскадов.
Выберем схему включения активного прибора:
1. Схема включения с общей базой (ОБ) обладает сравнительно малым, входным и большим выходным сопротивлением, но имеет малую зависимость параметров от температуры и более равномерную частотную характеристику. В схеме с ОБ достигаются максимальные значения коллекторного напряжения, что важно при использовании мощных транзисторов.
2. Схема включения с общим эмиттером (ОЭ) обладает наибольшим усилением по мощности, что уменьшает количество каскадов в схеме, но неравномерная частотная характеристика, большая зависимость параметров от температуры и меньшее максимальное коллекторное напряжение снижают преимущества этой схемы. Входные и выходные сопротивления усилителя на транзисторах, включенных в схему с ОЭ отличаются меньше, чем в схеме с ОБ, что облегчает построение многокаскадных усилителей.
3. Схема включения с общим коллектором (ОК) обладает большим входным и малым выходным сопротивлением. Это свойство находит применение в согласующих каскадах (эмиттерный повторитель). Частотная характеристика схожа с частотной характеристикой включения с ОЭ.
Как видно из приведенных выше характеристик различных включений, схема с ОЭ по большинству показателей занимает промежуточное положение между схемами ОБ и ОК. В то же время она обладает максимальным усилением по мощности и удобна в использовании в много каскадных усилителях. Именно по этому она считается наиболее универсальной.
Как следует из вышесказанного, в качестве схемы включения нашего активного прибора будем использовать схему с общим эмиттером.
Активными основными приборами современных усилительных устройств являются биполярные и полевые транзисторы. В качестве активного прибора будем использовать биполярный транзистор.
Расчет многокаскадного усилителя
Как правило, усилительные устройства являются многокаскадными, так как с помощью одного каскада обычно не удается обеспечить необходимое усиление. Основное усиление по напряжению обеспечивается в каскадах предварительного усиления. Из них обычно выделяют входной каскад, схема которого зависит от требований по сопряжению с источником сигнала, допустимому дрейфу нуля и т.п. Спецификой выходного каскада является обеспечение заданной мощности или амплитуды выходного сигнала, ограничения по допустимому уровню искажений, работа на низкоомную нагрузку и т.д. Предоконечный каскад также может иметь специфические особенности, связанные с условием работы выходного каскада, например, с требованием обеспечить на его входе значительную мощность сигнала.
