Категории

Государственное регулирование, Таможня, Налоги

Маркетинг, товароведение, реклама

Страховое право

Налоговое право

Охрана природы, Экология, Природопользование

Компьютеры и периферийные устройства

Микроэкономика, экономика предприятия, предпринимательство

Литература, Лингвистика

Банковское дело и кредитование

Бухгалтерский учет

Экономическая теория, политэкономия, макроэкономика

Политология, Политистория

Радиоэлектроника

Муниципальное право России

Технология

Психология, Общение, Человек

Международное право

Биржевое дело

Медицина

Музыка

Биология

Химия

Социология

Компьютерные сети

Космонавтика

Техника

Физика

Историческая личность

Программирование, Базы данных

Религия

Криминалистика и криминология

История государства и права зарубежных стран

Сельское хозяйство

Культурология

Педагогика

Транспорт

Математика

Компьютеры, Программирование

География, Экономическая география

Философия

Материаловедение

Право

Ценные бумаги

Астрономия

Международные экономические и валютно-кредитные отношения

Трудовое право

Искусство

Пищевые продукты

Охрана правопорядка

Менеджмент (Теория управления и организации)

Ветеринария

Гражданское право

Адвокатура

Гражданское процессуальное право

Нероссийское законодательство

Римское право

Российское предпринимательское право

Семейное право

Уголовный процесс

Таможенное право

Теория государства и права

Уголовное и уголовно-исполнительное право

Финансовое право

Хозяйственное право

Экологическое право

Гражданская оборона

Иностранные языки

Металлургия

Блок усиления мощности нелинейного локатора

Блок усиления мощности нелинейного локатора

Предварительно распределим на каждый каскад по 6 дБ. Таким образом, коэффициент усиления устройства составит 18 дБ, из которых 15 дБ требуемые по заданию, а 3 дБ будут являться запасом усиления.

Структурная схема, представленная на рисунке 3.1, содержит кроме усилительных каскадов корректирующие цепи, источник сигнала и нагрузку. Рисунок 3.1 3.2 Распределение линейных искажений в области ВЧ Расчёт усилителя будем проводить исходя из того, что искажения распределены как 1 дБ на каждый каскад БУМ. 3.3 Расчёт выходного каскада 3.3.1 Выбор рабочей точки Координаты рабочей точки можно приближённо рассчитать по следующим формулам [1]: (3.3.1) где (3.3.2) (3.3.3) где – начальное напряжение нелинейного участка выходных

характеристик транзистора, Так как в выбранной мной схеме выходного каскада сопротивление коллектора отсутствует, то , (3.3.4) . (3.3.5) При подстановке значений, получаем . Рассчитывая по формулам 3.3.1 и 3.3.3, получаем следующие координаты рабочей точки: Найдём мощность, рассеиваемую на коллекторе 3.3.2 Выбор транзистора Выбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров: 1. ; 2. 3. 4. Этим требованиям полностью соответствует транзистор КТ916А. Его основные технические характеристики приведены ниже.

Электрические параметры: 1. 2. 3. 4. В 5. 6. Предельные эксплуатационные данные: 1. 2. 3. Нагрузочные прямые по переменному и постоянному току для выходного каскада представлены на рисунке 3.2. Напряжение питания выбрано равным 24,36 В. Рисунок 3.2 3.3.3 Расчёт эквивалентных схем транзистора Расчёт схемы Джиаколетто: Соотношения для расчёта усилительных каскадов основаны на использовании эквивалентной схемы транзистора, предложенной Джиаколетто, справедливой для области относительно низких частот. Схема модели представлена на рисунке 3.3. Рисунок 3.3 Элементы схемы можно рассчитать, зная паспортные данные транзистора, по формулам [2] : Проводимость базового вывода : , (3.3.6)

- ёмкость коллекторного вывода, при напряжении на транзисторе равном 10 В. Значение этой ёмкости можно вычислить. Для этого нужно знать паспортное значение коллекторной ёмкости и значение напряжение ,при котором снималась паспортная ёмкость.

Пересчёт производится по формуле: , (3.3.7) Ёмкость коллекторного вывода: Ёмкость эмитерного вывода:

(3.3.8) (3.3.8)
Проводимость : . (3.3.9)
и оказываются много меньше проводимости нагрузки усилительных каскадов, в расчётах они обычно не учитываются.

Проведя расчёт по формулам 3.3.6 3.3.9, получаем значения элементов схемы:

пФ пФ Расчёт высокочастотной модели: Поскольку рабочие частоты усилителя заметно больше частоты Рисунок 3.4 Параметры эквивалентной схемы рассчитываются по приведённым ниже формулам.

Входная индуктивность: , (3.3.10) где Входное сопротивление: (3.3.11) Крутизна транзистора: , (3.3.12) Выходное сопротивление: . (3.3.13) Выходная ёмкость: (3.3.14) В соответствие с этими формулами получаем следующие значения элементов эквивалентной схемы: 3.3.4 Расчёт цепей термостабилизации и выбор источника питания Существует несколько вариантов схем термостабилизации. Их использование зависит от мощности каскада и от того, насколько жёсткие требования к термостабильности. В данной работе рассмотрены три схемы термостабилизации: пассивная коллекторная, активная коллекторная и эмиттерная. 3.3.4.1 Пассивная коллекторная термостабилизация Данный вид термостабилизации (схема представлена на рисунке 3.4) используется на малых мощностях и менее эффективен, чем две другие, потому что напряжение отрицательной обратной связи, регулирующее ток через транзистор подаётся на базу через базовый делитель. Рисунок 3.5 Расчёт, подробно описанный в [3], заключается в следующем: выбираем напряжение (в данном случае – ток базы), затем находим элементы схемы по формулам: (3.3.15) , (3.3.16) где (3.3. 17 ) Получим следующие значения: Ом; 3.3.4.2 Активная коллекторная термостабилизация Активная коллекторная термостабилизация используется в мощных каскадах и является очень эффективной, её схема представлена на рисунке 3.5. Её описание и расчёт можно найти в [2]. Рисунок 3.6 В качестве VT 2 возьмём КТ 916 А. Выбираем падение напряжения на резисторе из условия ; (3.3.18) ; (3.3.19) ; (3.3.20) ; (3.3.21) , (3.3.22) где – статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ транзистора КТ3 61 А ; (3.3.23) ; (3.3.24) . (3.3.25) Величина индуктивности дросселя выбирается таким образом, чтобы переменная составляющая тока не заземлялась через источник питания, а величина блокировочной ёмкости – таким образом, чтобы коллектор транзистора VT 1 по переменному току был заземлён. 3.3.4.3 Эмиттерная термостабилизация Принцип действия эмиттерной термостабилизации представлен на рисунке 3.6. Метод расчёта и анализа эмиттерной термостабилизации подробно описан в [3]. Рисунок 3. 7 Расчёт производится по следующей схеме: 1.Выбираются напряжение эмиттера и ток делителя (см. рис. 3.7), а также напряжение питания 2. Затем рассчитываются 3. Производится поверка – будет ли схема термостабильна при выбранных значениях и и мА. Учитывая то, что в коллекторной цепи отсутствует резистор, то напряжение питания рассчитывается по формуле (3.3. 25 ) (3.3.2 6 ) . (3.3.2 7 ) Для того, чтобы выяснить будет ли схема термостабильной производится расчёт приведённых ниже величин.

Тепловое сопротивление переход – окружающая среда: (3.3.2 8 ) где – справочные данные; Температура перехода: (3.3.2 9 ) где – мощность, рассеиваемая на коллекторе.

Неуправляемый ток коллекторного перехода: (3.3.30) где – отклонение температуры транзистора от нормальной; лежит в пределах – коэффициент, равный 0.063–0.091 для германия и 0.083–0.120 для кремния.

Параметры транзистора с учётом изменения температуры: (3.3. 31 ) где равно 2.2(мВ/градус Цельсия) для германия и 3(мВ/градус Цельсия) для кремния. (3.3. 32 ) где Определим полный постоянный ток коллектора при изменении температуры: (3.3. 33 ) где (3.3. 34 ) Для того чтобы схема была термостабильна необходимо выполнение условия: где (3.3. 35 ) Рассчитывая по приведённым выше формулам, получим следующие значения: Ом; Как видно из расчётов условие термостабильности выполняется. Из всех рассмотренных выше типов термостабилизации была выбрана активная коллекторная термостабилизация, как наиболее подходящая для моего усилителя.

Активным элементом был выбран транзистор КТ361 A . 3.3.4.4 Выбор источника питания выбранный вид термостабилизации. При активной коллекторной термостабилизации на резисторе дополнительно будет падать 1 вольт. Таким образом номинал источника питания будет складываться из напряжения в рабочей точке транзистора и падения напряжения на . Тогда: В 3.3.5 Расчет элементов ВЧ коррекции В качестве ВЧ коррекции мною была выбрана межкаскадная корректирующая цепь 3-го порядка. Но после расчёта коэффициента усиления выходного каскада оказалось, что каскад даёт слишком малое усиление, а именно – около 2.5 дБ. После расчёта промежуточного каскада были получены примерно такие же результаты. В результате общее усиление, выдаваемое трёмя каскадами усилителя, вышло равным примерно 11 дБ, вместо 15 требуемых. Для увеличения коэффициента усиления третий каскад на транзисторе КТ916А был заменен каскадом со сложением напряжения, выполненным на транзисторе КТ948Б. Для активного элемента промежуточного каскада был выбран транзистор КТ913Б. Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 3.8. Рисунок 3.8 Расчёт каскада полностью описан в [2] . При условии: (3.3.3 6 ) . При выполнении условия (3.3.36) коэффициент усиления каскада в области ВЧ описывается выражением:

, Где: В случае получения оптимальной по Брауде АЧХ, значения равны: (3.3. 37 ) (3.3. 38 ) Так как был использован каскад со сложением напряжения, произошло смещение рабочей точки, рассчитанной ранее.

Напряжение в рабочей точке транзистора КТ948Б будет равно 13.2 вольт. Ток останется неизменным, т.е. будет равен 0.5 ампер. Также можно поменять номинал источника питания - взять его равным 14.2 вольт. Так как каскад со сложением напряжения осуществляет подъём АЧХ, т.е. улучшает её форму, будем считать, что каскад не вносит линейных искажений и не требует МКЦ. Тогда произведём пересчёт искажений: 2 дБ отдадим на промежуточный каскад и 1 дБ на входной.

Основные технические характеристики транзистора КТ948Б: Электрические параметры: 7. 8. 9. 10. 11. 12. Предельные эксплуатационные данные: 4. 5. 6. По формулам 3.3.6 3.3.9 получаем значения элементов модели Джиаколетто:

пФ пФ По формулам 3.3.10 3.3.14 получаем значения элементов ВЧ модели: Ом; по формулам 3.3.37-3.3. 38 , а также значения элементов схемы термостабилизации, используя формулы 3.3.1 8 3.3.2 5 . Значения :
Значения элементов схемы термостабилизации: , , , , , . Коэффициент усиления выходного каскада – 6 дБ. 3.4 Расчёт промежуточного каскада 3.4.1 Выбор рабочей точки При расчёте требуемого режима транзистора промежуточных и входного каскадов по постоянному току, следует ориентироваться на соотношения, приведённые в пункте 3.3.1 с учётом того, что заменяется на входное сопротивление последующего каскада. Так как выходной каскад является каскадом со сложением напряжения, то координаты рабочей точки у промежуточного каскада те же, что и у выходного. 3.4.2 Выбор транзистора Выбор транзистора осуществляется в соответствии с требованиями, приведенными в пункте 3.3.2. Этим требованиям отвечает транзистор КТ913Б. Его основные технические характеристики приведены ниже.

Электрические параметры: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Предельные эксплуатационные данные: 1. 2. 3. 3.4.3 Расчёт эквивалентных схем транзистора Используя формулы 3.3.6 3.3.9, получаем значения элементов модели Джиаколетто:

пФ пФ По формулам 3.3.10 3.3.14 получаем значения элементов ВЧ модели: нГн; 3.4.4 Расчёт цепи термостабилизации Метод расчёта схемы идентичен приведённому в пункте 3.3.4.2. Элементы схемы термостабилизации будут равны соответствующим элементам схемы термостабилизации выходного каскада. Это следует из схемы включения выходного каскада. Таким образом, элементы схемы будут следующими: ; ; ; , ; . 3.4.5 Расчёт цепи коррекции между входным и промежуточным каскадами В качестве цепи коррекции использована межкаскадная корректирующая цепь 3-го порядка. Схема включения цепи представлена на рисунке 3.9. Рисунок 3.9 Используя схему замещения транзистора, показанную на рисунке 3.4, схему (рисунок 3.9) можно представить в виде эквивалентной схеме, показанной на рисунке 3.10. Рисунок 3.10 Расчёт такой схемы подробно описан в [2]. Коэффициент прямой передачи каскада на транзисторе Т2, при условии использования выходной корректирующей цепи, равен: ; (3.4.1) Где (3.4.2) 2 сопротивление нагрузки; - нормированные относительно Т1 и значения и рассчитываются по формулам: (3.4.3) где В теории фильтров известны табулированные значения соответствующие требуемой АЧХ цепи описываемой функцией вида 3.3.26 Для выравнивания АЧХ в области НЧ используется резистор (3.4.4) При работе каскада в качестве промежуточного, в формуле 3.3.27 принимается равным единице, при работе в качестве входного После расчёта (3.4.5) В нашем случае значения и 75 А ; 3.72 пФ ; 2.75 нГн ; 7 19 Ом ; При условии, что линейные искажения составляют 2 дБ, берём значения из таблицы приведённой в [2]: 3.13 2.26 3.06 Тогда, из формул описанных выше, получаем:
D = 1.01 B = -4.023 A = 0.048
Тогда нормированные значения межкаскадной корректирующей цепи равны:
Истинные значения элементов:
Значения и получились следующими:
3.5 Расчёт входного каскада 3.5.1 Выбор рабочей точки Что бы впоследствии не ставить дополнительный источник питания, возьмём тоже напряжение в рабочей точке, что и в остальных каскадах. Ток в рабочей точке будет равен току коллектора транзистора промежуточного каскада, поделённому на коэффициент усиления промежуточного каскада (в разах) и умноженному на 1.1. Тогда получаем следующие координаты рабочей точки: 3 .5.2 Выбор транзистора Выбор транзистора осуществляется в соответствии с требованиями, приведенными в пункте 3.3.2. Этим требованиям отвечает транзистор КТ939А. Его основные технические характеристики приведены ниже.

Электрические параметры: 7. 8. 9. 10. 11. 12. Предельные эксплуатационные данные: 4. 5. 6. 3.5.3 Расчёт эквивалентных схем транзистора Расчёт ведётся по формулам, описанным в пункте 3.3.3. Для схемы Джиаколетто получаем такие значения элементов:

пФ
Для элементов ВЧ модели: Ом; 3.5.4 Расчёт схемы термостабилизации Расчёт схемы ведётся по формулам, описанным в пункте 3.3.4.2. Значения элементов схемы: , , , , , . 3.5.5 Расчёт входной корректирующей цепи Для входной корректирующей цепи также была выбрана межкаскадная корректирующая цепь 3-го порядка, описанная в пункте 3.4.5. В нашем случае значения и 50 А ; 0; 345 нГн ; ; При условии, что линейные искажения составляют 1 дБ, берём значения из таблицы приведённой в [2]: 2 .52 2.012 2.035 Тогда, из формул описанных выше, получаем:
D = 1.043 B = -3.075 A = 0.115
Тогда нормированные значения межкаскадной корректирующей цепи равны:
Истинные значения элементов:
Значения и получились следующими:
3.6 Расчёт выходной корректирующей цепи Расчёт КЦ производится в соответствии с методикой описанной в [2]. Схема выходной корректирующей цепи представлена на рисунке 3.11. Найдём и (3 .6.1) . Рисунок 3.11 Теперь по таблице, приведённой в [2], найдём ближайшее к рассчитанному значение и выберем соответствующие ему нормированные величины элементов КЦ и и модуль коэффициента отражения Найдём истинные значения элементов по формулам: (3.6.2) (3.6.3) . (3.6.4) Ом.

Лучшие работы

Подобные работы

Транзисторы

echo "Запирая левый переход, мы прекращаем ток через правый переход; открывая ле-вый переход, получаем ток в правом переходе. Изменяя величину прямого напря-жения на левом переходе, мы будем изменять

Передающие спиральные антенны

echo "Диаметр провода спирали берется порядка (0.03 "; echo ''; echo " "; echo ''; echo " . "; echo ''; echo " См В нашем случае лучше взять медную трубку близкого диаметра т.к. токи высокой частоты т

Попов (изобретатель Радио)

echo "Сначала приемник мог ' чувствовать” только атмосферные электрические разряды - молнии. А затем научился принимать и записывать на ленту телеграммы, переданные по радио. Своим изобретением Попов

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

echo "Применение межкаскадных корректирующих цепей (МКЦ), значительно повышает КПД. В данном усилителе используется МКЦ 3-го порядка, так как она обладает хорошими частотными свойствами. 3. Расчётная

Усилитель кабельных систем связи

echo "Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 7.0. Рисунки выполнены в графическом редакторе Actrix Technical . ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ на курсовое проектирование по курсу “ Аналого

Усилитель мощности для 1-12 каналов TV

echo "Рассмотрим эти схемы и выберем ту, которую наиболее целесообразно применить. А) Расчёт каскада с резистивной нагрузкой : Схема каскада представлена на рисунке 3.3.1 "; echo ''; echo " Ри

Блок усиления мощности нелинейного локатора

echo "Предварительно распределим на каждый каскад по 6 дБ. Таким образом, коэффициент усиления устройства составит 18 дБ, из которых 15 дБ требуемые по заданию, а 3 дБ будут являться запасом усиления.

Проблемы современной энергетики

echo "Несмотря на то, что такая система может иметь большие размеры, она должна быть способна хорошо адаптироваться к постоянно меняющимся нагрузкам; что делает ее более похожей на автономную наземную