Усилитель приемного блока широкополосного локатора
Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)
УСИЛИТЕЛЬ ПРИЁМНОГО
БЛОКА ШИРОКОПОЛОСНОГО ЛОКАТОРА
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине
Схемотехника и АЭУ
Студент гр. 148-3
__________Воронцов С.А.
24.04.2001
Руководитель
Доцент кафедры РЗИ
_____________Титов А.А.
_____________
2001
Реферат
Курсовой проект 18 с., 11 рис., 1 табл.
КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ (Кu), АМПЛИТУДНОЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ (АЧХ), ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИЯ, РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЁМКОСТИ, ДРОССЕЛИ, КОМБИНИРОВАННЫЕ ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ.
Объектом проектирования является проектирование усилителя приёмного блока широкополосного локатора. Цель работы – приобретение навыков аналитического расчёта усилителя по заданным к нему требованиям. В процессе работы производился аналитический расчёт усилителя и вариантов его исполнения, при этом был произведён анализ различных схем термостабилизации, рассчитаны эквивалентные модели транзистора, рассмотрены варианты коллекторной цепи транзистора.
В результате расчета был разработан широкополосный усилитель с заданными требованиями.
Полученный усилитель может быть использован как усилитель высокой частоты
в приёмных устройствах.
Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 7.0.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
на курсовое проектирование по курсу “Аналоговые электронные устройства”
студент гр. 148-3 Воронцов С.А.
Тема проекта: Усилитель приёмного блока широкополосного локатора.
Исходные данные для проектирования аналогового устройства.
1. Диапазон частот от 100 МГц до 400 МГц.
2. Допустимые частотные искажения Мн 3 dB, МВ 3 dB.
3. Коэффициент усиления 15 dB.
4. Сопротивление источника сигнала 50 Ом.
5. Амплитуда напряжения на выходе 1 В.
6. Характер и величина нагрузки 50 Ом.
7. Условия эксплуатации (+10 +50)ºС.
8. Дополнительные требования: согласование усилителя по входу и выходу.
Содержание
1 Введение ------------------------------------------ ----------------------------- 5
2 Основная часть ---------------------------------------------------------------- 6
2.1 Анализ исходных данных -------------------------------------------------- 6
2.2 Расчёт оконечного каскада ----------------------------------------------- 6
2.2.1 Расчёт рабочей точки ---------------------------------------------------- 6
2.2.2 Расчёт эквивалентных схем замещения транзистора ------------- 9
2.2.2.1 Расчёт параметров схемы Джиаколетто -------------------------- 9
2.2.2.2 Расчёт однонаправленной модели транзистора ------------------ 9
2.2.3 Расчёт и выбор схемы термостабилизации --------------------------10
2.2.3.1 Эмитерная термостабилизация -------------------------------------- 10
2.2.3.2 Пассивная коллекторная ---------------------------------------------- 11
2.2.3.3 Активная коллекторная ----------------------------------------------- 12
3 Расчёт входного каскада по постоянному току ------------------------ 13
3.1 Выбор рабочей точки ------------------------------------------------------ 13
3.2 Выбор транзистора --------------------------------------------------------- 13
3.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора------------------------------- 14
3.3.1 Расчёт цепи термостабилизации-----------------------------------------14
4.1 Расчёт полосы пропускания выходного каскада-----------------------15
4.2. Расчёт полосы пропускания входного каскада------------------------ 17
5 Расчёт ёмкостей и дросселей ---------------------------------------------18
6 Заключение --------------------------------------------------------------------20
7 Список использованных источников---------------------------------------- 21
1 Введение
Цель работы – приобретение навыков аналитического расчёта широкополосного усилителя по заданным к нему требованиям.
Всё более широкие сферы деятельности человека не могут обойтись без радиолокации. Следовательно, к устройствам радиолокации предъявляются всё более жёсткие требования. В первую очередь это хорошее согласование по входу и выходу, хорошая повторяемость характеристик усилителей при их производстве, без необходимости подстройки, миниатюризация.
Всеми перечисленными выше свойствами обладают усилители с отрицательными комбинированными обратными связями [1], что достигается благодаря совместному использованию последовательной местной и параллельной обратной связи по напряжению
2 Основная часть
2.1 Анализ исходных данных
Исходя из условий технического задания, наиболее оптимальным вариантом решения моей задачи будет применение комбинированной обратной связи.[2]
Вследствие того, что у нас будут комбинированные обратные связи, которые нам дадут хорошее согласование по входу и выходу, в них будет теряться 1/2 выходного напряжения, то возьмём Uвых в 2 раза больше заданного, т.е. 2В.
2.2 Расчёт оконечного каскада
2.2.1 Расчёт рабочей точки
Возьмём Uвых в 2 раза больше чем заданное, так как часть выходной мощности теряется на ООС.[2]
Uвых=2Uвых(заданного)=2 (В)
Расчитаем выходной ток:
Iвых===0,04 (А)
Расчитаем каскады с резистором и индуктивностью в цепи коллектора:
Расчёт резистивного каскада при условии Rн=Rк=50 (Ом) рис(2.2.1.1).
Рисунок 2.2.1.1- Резистивный каскад Рисунок 2.2.1.2- Нагрузочные прямые.
по переменному току.
Расчитаем выходной ток для каскада с резистором в цепи коллектора:
Iвых~===0,08 (А)
Расчитаем ток и напряжение в рабочей точке:
Uкэ0=Uвых+Uост, Uост примем равным 2В. (2.2.1)
Iк0=Iвых~+0,1Iвых~ (2.2.2)
Uкэ0=3 (В)
Iк0=0,088 (А)
Расчитаем выходную мощность:
Pвых===0,04 (Вт)
Напряжение питания тогда будет:
Eп=Uкэ0+URк=Uкэ0+ Iк0×Rк=7,4 (В)
Найдём потребляемую и рассеиваемую мощность:
Pрасс=Uкэ0×Iк0=0,264 (Вт)
Рпотр= Eп×Iк0=0,651(Вт)
Для того чтобы больше мощности шло в нагрузку, в цепь коллектора включаем дроссель.[2]
Расчёт каскада при условии что в цепь коллектора включен Lк рис(2.2.1.3).
Рисунок 2.2.1.3- Индуктивный каскад Рисунок 2.2.1.4- Нагрузочные прямые.
по переменному току.
Расчитаем выходной ток для каскада с индуктивностью в цепи коллектора:
Iвых= ==0,04 (А)
По формулам (2.2.1) и (2.2.2) расчитаем рабочую точку.
Uкэ0=3 (В)
Iк0=0,044 (А)
Найдём напряжение питания, выходную, потребляемую и рассеиваемую мощность:
Pвых===0,04 (Вт)
Eп=Uкэ0=3 (В)
Рк расс=Uкэ0×Iк0=0,132 (Вт)
Рпотр= Eп×Iк0=0,132 (Вт)
|
|
Еп,(В) |
Ррасс,(Вт) |
Рпотр,(Вт) |
Iк0,(А) |
|
С Rк |
7,4 |
0,264 |
0,651 |
0,088 |
|
С Lк |
3 |
0,132 |
0,132 |
0,044 |
Таблица 2.2.1.1- Характеристики вариантов схем коллекторной цепи
Из энергетического расчёта усилителя видно, что целесообразнее использовать каскад с индуктивностью в цепи коллектора.
Выбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров:
1. граничной частоты усиления транзистора по току в схеме с ОЭ
;
2. предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер
;
3. предельно допустимого тока коллектора
;
4. предельной мощности, рассеиваемой на коллекторе
.
Этим требованиям полностью соответствует транзистор КТ996А. Его основные технические характеристики 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 ;
