Усилитель мощности для 1-12 каналов TV
p align="left">Рассчитаем основные элементы схемы по следующим формулам:Выберем напряжение URк=5В и рассчитаем значение сопротивления Rк. Зная базовый ток рассчитаем сопротивление Rб Определим рассеиваемую мощность на резисторе Rк Как было сказано выше, эмиттерную термостабилизацию в мощных каскадах применять “невыгодно” так как на резисторе, включённом в цепь эмиттера, расходуется большая мощность. В нашем случае лучше выбрать активную коллекторную стабилизацию. 3.4 Расчёт входного каскада 3.4.1 Выбор рабочей точки При расчёте режима предоконечного каскада условимся, что питание всех каскадов осуществляется от одного источника напряжения с номинальным значением Eп. Так как Eп=Uк0, то соответственно Uк0 во всех каскадах берётся одинаковое, то есть Uк0(предоконечного к.)=Uк0(выходного к). Мощность, генерируемая предоконечным каскадом должна быть в коэффициент усиления выходного каскада вместе с МКЦ(S210) раз меньше, следовательно, и Iк0, будет во столько же раз меньше. Исходя из вышесказанного координаты рабочей точки примут следующие значения: Uк0= 15 В; Iко=0.4/2.058= 0.19 А. Мощность, рассеиваемая на коллекторе Pк= Uк0 Iк0=2.85 Вт. 3.4.2 Выбор транзистора Выбор транзистора был произведён в пункте 3.3.5.2 Выбор входного транзистора осуществляется в соответствии с требованиями, приведенными в пункте 3.3.2. Этим требованиям отвечает транзистор КТ913А. Его основные технические характеристики приведены ниже.[1] 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 ; 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: XСбл Rк, где Rк - сопротивление стоящее в цепи коллектора транзистора активной коллекторной термостабилизации представленной на рис.3.3.10. Хс=1/С=1/С С=1/Хс Для расчета Сбл возьмем Хс=0.43 что 500 раз меньше Rк. В итоге получим: С=1/0.432230106=1.610-9 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. Обозна- чение | Наименование | Кол. | Примечание | | | | | | | | Транзисторы | | | | | | | | | VT1 | КТ913А | 1 | | | VT2 | КТ814А | 1 | | | VT3 | КТ934Б | 1 | | | VT4 | КТ814А | 1 | | | VT5 | КТ934Б | 1 | | | VT6 | КТ814А | 1 | | | | | | | | | Конденсаторы | | | | | | | | | С1 | КД-2-0.1нФ 5 ОЖО.460.203 ТУ | 1 | | | С2 | КД-2-20пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ | 1 | | | С3 | КД-2-16пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ | 1 | | | С4, С8, С10,С12 | КМ-6-2.2нФ 5 ОЖО.460.203 ТУ | 4 | | | С5 | КД-2-200пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ | 1 | | | С6 | КД-2-22пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ | 1 | | | С7 | КД-2-7.6пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ | 1 | | | С9 | КД-2-110пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ | 1 | | | С11 | КМ-6-16пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ | 1 | | | С13 | КД-2-100пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ | 1 | | | С14 | КМ-6-10пФ 5 ОЖО.460.203 ТУ | 1 | | | | | | | | | Катушки индуктивности | | | | | | | | | L1 | Индуктивность 25нГн 5 | 1 | | | L2 | Индуктивность 12нГн 5 | 1 | | | L3 | Индуктивность 50нГн 5 | 1 | | | Др4- Др8 | Индуктивность 25мкГн 5 | 5 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | ??? ?? 468740.001 ?? | | | | | | | | | | | | | | | ??? | ????? | ??????? | | ??? | ???? | N?????. | ????. | ???? | ?C??????? ???????? | | | | | | | ???????? | Далматов |
| | ??? 1-12 ??????? | | | | | | | ??????. | ????? ?.?. |
| | TV | | | | | | | |
|
| | | ???? | ?????? | | | | | | | ????? ??? | | | | | | ???????? ????????? | ??????? ??? | | | | | | | ??. 148-3 | | |
|
Поз. Обозна- чение | Наименование | Кол. | Примечание | | | | | | | | Резисторы | | | | | | | | | R1 | МЛТ - 0.125 - 1.2 кОм 10ГОСТ7113-77 | 1 | | | R2 | МЛТ - 0.125 - 18 кОм 10ГОСТ7113-77 | 1 | | | R3 | МЛТ - 0.125 - 220 Ом 10ГОСТ7113-77 | 1 | | | R4 | МЛТ - 0.125 - 2.2 кОм 10ГОСТ7113-77 | 1 | | | R5 | МЛТ - 1 - 0.25 Ом 10ГОСТ7113-77 | 1 | | | R6 | МЛТ - 0.125 - 6 кОм 10ГОСТ7113-77 | 1 | | | R7,R11 | МЛТ - 0.125 - 160 Ом 10ГОСТ7113-77 | 2 | | | R8,R12 | МЛТ - 0.125 - 820Ом 10ГОСТ7113-77 | 2 | | | R9,R13 | МЛТ - 0.125 - 22 Ом 10ГОСТ7113-77 | 2 | | | R10,R14 | МЛТ - 1 - 2.5 Ом 10ГОСТ7113-77 | 2 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | ??? ?? 468740.001 ?? | | | | | | | | | | | | | | | ??? | ????? | ??????? | | ??? | ???? | N?????. | ????. | ???? | ?C??????? ???????? ????????? | | | | | | | ???????? | Далматов |
| | ??? 1-12 ??????? | | | | | | | ??????. | ????? ?.?. |
| | TV | | | | | | | | | | | | ???? | ?????? | | | | | | | ????? ??? | | | | | | ???????? ????????? | ??????? ??? | | | | | | | ??. 148-3 | | |
|
| | | | | | | | | | | | ??? ?? 468740.001 ?3 | | | | | | | | | | | | | | | ??? | ????? | ??????? | | ??? | Лист | N?????. | ????. | ???? | ?C??????? | | | | | | | ???????? | ???????? | | | 1-12 ??????? | | | | | | | ???????? | ????? ?.?. | | | | | | | | | | | | | | | ???? | ?????? | | | | | | | ????? ??? | | | | | | ?????????????? | ??????? ??? | | | | | | ????? | ??. 148-3 | | |
Список использованных источников 1 Справочник полупроводниковые приборы /транзисторы средней и большой мощности. Под ред. А.В.Голомедова. Издание третье. Москва 1995 г. 2 Титов А.А. Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах - http://referat.ru/download/ref-2764.zip 3 Широкополосные радиопередающие устройства /Алексеев О.В., Головков А.А., Полевой В.В., Соловьев А.А.; Под ред. О.В. Алексеева.- М.: Связь. 1978 г. 4 Мамонкин И.Г. Усилительные устройства: Учебное пособие для вузов. - М.: Связь, 1977. 5 Титов А.А. Расчет диссипативной межкаскадной корректирующей цепи широкополосного усилителя мощности. //Радиотехника. 1989. № 2
Страницы: 1, 2
|