загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати з радіоелектроніки » Розрахунок елементів високочастотної корекції підсилюючих каскадів на біполярних транзисторах

Розрахунок елементів високочастотної корекції підсилюючих каскадів на біполярних транзисторах

Міністерство освіти Російської Федерації


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УНІВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ ТА РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

(ТУСУР)

Кафедра радіоелектроніки та захисту інформації (РЗИ)

УТВЕРЖДАЮ

Завідувач кафедрою РЗИ доктор технічних наук, професор

________________ В.М. Ильюшенко

____ _____________________2002 р

РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ високочастотної корекції ПІДСИЛЮЮЧИХ КАСКАДІВ НА

біполярний транзистор

Навчально-методичний посібник по курсовому проектування для студентів радіотехнічних спеціальностей

Розробник: доцент кафедри РЗИ кандидат технічних наук

_______________ А.А. Титов;

Томськ - 2002


УДК 621.396

Рецензент: А.С. Красько, старший викладач кафедри

Радіоелектроніки та захисту інформації Томського державного університету систем управління і радіоелектроніки.

Титов А.А.

Розрахунок елементів високочастотної корекції підсилюючих каскадів на біполярних транзисторах: Навчально-методичний посібник по курсовому проектування для студентів радіотехнічних спеціальностей. - Томськ:
Томськ. держ. ун-т систем управління та радіоелектроніки, 2002. - 47 с.

Посібник містить опис одинадцяти різних схемних рішень побудови підсилюючих каскадів з корекцією амплітудно-частотної характеристики, формули для розрахунку значень елементів високочастотної корекції, розрахунку коефіцієнта посилення і смуги пропускання розглянутих каскадів.

© Томський держ. ун-т систем управління та радіоелектроніки, 2002

© Титов А.А., 2002

Зміст

Введение.......................................................................................4

1 Вихідні дані для розрахунків ................................................... ... 5

2. Розрахунок некорректированного каскаду із загальним емітером ................ ... .7

1. Крайовий каскад ................................................ ... ... ..7

2. Проміжний каскад .................................... ... ......... .9

2. Розрахунок каскаду з високочастотної індуктивної корекцією ...... ...... .... 10

1. Крайовий каскад ................................................ .. ... .10

2. Проміжний каскад ............................................. ..11

3. Розрахунок каскаду з емітерний корекцією ........................ ... ... ...... .. ... 13

1. Крайовий каскад ................................................ .. ... .13

2 . Проміжний каскад ............................................. ..15

4. Корекція спотворень вносяться вхідний ланцюгом ........................... .... 17

1. Розрахунок спотворень вносяться вхідний ланцюгом ............... .. ... .17

2. Розрахунок вхідний коректує ланцюга ........................ ..... 18

3. Розрахунок каскаду з паралельною ООС ... ... ........................ ..20

5. Узгоджені каскади із зворотними зв'язками ................................. 23

1. Розрахунок каскаду з комбінованою ООС ............... .. ...... ... 23

2. Розрахунок каскадів з перехресними ООС ........................... 25

3. Розрахунок каскаду зі складанням напруг ........................ 27

6. Розрахунок каскадів з чотирьохполюсні корректирующими ланцюгами ... ... .... 29

1. Розрахунок вихідний коректує ланцюга ............... .. ...... ... 30

2. Розрахунок каскаду з реактивною межкаскадной коректує ланцюгом третього порядку ........................ 32

3. Розрахунок каскаду з заданим нахилом АЧХ ............... ...... ... 35

7. Розрахунок підсилювачів з частотним поділом каналів ........................ 41

8. Список використаних джерел ............ ................................. 43
ВСТУП

Розрахунок елементів високочастотної корекції є невід'ємною частиною процесу проектування підсилюючих пристроїв, як одного з класів аналогових електронних пристроїв . Певною навчальній і науковій літературі матеріал, присвячений цій проблемі, не завжди представлений в зручному для проектування вигляді. До того ж в теорії підсилювачів немає достатньо обгрунтованих доказів переваги використання того чи іншого схемного рішення при розробці конкретного підсилювального пристрою.
У цьому зв'язку проектування широкосмугових підсилювачів багато в чому грунтується на інтуїції і досвіді розробника. При цьому, різні розробники, найчастіше, по-різному вирішують поставлені перед ними завдання, досягаючи необхідних результатів. У цьому зв'язку в даному посібнику зібрані найбільш відомі та ефективні схемні рішення побудови широкосмугових підсилюючих пристроїв на біполярних транзисторах, а співвідношення для розрахунку коефіцієнта посилення, смуги пропускання і значень елементів високочастотної корекції дано без висновків. Посилання на літературу дозволяють знайти, при необхідності, докази справедливості наведених співвідношень. Оскільки, як правило, широкосмугові підсилювачі працюють в стандартному 50 або 75-омном тракті, співвідношення для розрахунку дані виходячи з умов, що кінцеві каскади підсилювачів працюють на чисто резистивную навантаження, а вхідні каскади підсилювачів працюють від чисто резистивного опору генератора.
1. ВИХІДНІ ДАНІ ДЛЯ РОЗРАХУНКУ

Відповідно до [1, 2, 3], наведені нижче співвідношення для розрахунку підсилюючих каскадів засновані на використанні еквівалентної схеми заміщення транзистора, наведеної на рис. 1.1, або на використанні його односпрямованої моделі, наведеної на рис. 1.2.

Рис. 1.1. Еквівалентна схема Джиаколетто

Рис. 1.2. Односпрямована модель

Значення елементів схеми Джиаколетто можуть бути розраховані за паспортними даними транзистора за наступними формулами [1]:

;

;

;

;

;

;

, де - ємність колекторного переходу;

- Постійна часу ланцюга зворотного зв'язку;

- Статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з загальним емітером;

- Гранична частота коефіцієнта передачі струму в схемі з загальним емітером;

- Струм емітера в робочій точці в міліампер;

= 3 - для планарних кремнієвих транзисторів;

= 4 - для інших транзисторів.

У довідковій літературі значення і часто наводяться обмірюваними при різних значеннях напруги колектор-емітер.
Тому при розрахунках значення слід перерахувати за формулою
[1]

, де - напруга, при якій відбувалося вимір;

- Напруга, при якій відбувалося вимір.

Оскільки і виявляються багато менше провідності навантаження підсилюючих каскадів, в розрахунках вони зазвичай не враховуються.

Значення елементів схеми заміщення, наведеної на рис. 1.2, можуть бути розраховані за такими формулами [3, 4]:

;

;

;

, де, - індуктивності висновків бази і емітера;

- Максимально допустиме постійна напруга колектор-емітер;

- Максимально допустимий постійний струм колектора.

При розрахунках по еквівалентній схемою наведеною на рис. 1.2, замість
використовують параметр - коефіцієнт посилення транзистора за проектною потужністю як двостороннього узгодження [2], що дорівнює:

, (1.1)

де = - кругова частота, на якій коефіцієнт посилення транзистора за проектною потужністю як двостороннього узгодження дорівнює одиниці;

- Поточна кругова частота.

Формула (1.1) і односпрямована модель (рис. 1.2) справедливі для області робочих частот вище [5].

2. РОЗРАХУНОК некорректірованного КАСКАДУ з загальним емітером

2.1. Кінцевого каскаду

Принципова схема кінцевого некорректированного підсилювального каскаду наведена на рис. 2.1, а, еквівалентна схема по змінному струму - на рис. 2.1, б, де - розділовий конденсатор, - резистори базового подільника, - резистор термостабілізації, - блокувальний конденсатор, - опір в ланцюзі колектора, - опір навантаження.

За відсутності реактивності навантаження, смуга пропускання каскаду визначається параметрами транзистора. Відповідно до [1] коефіцієнт підсилення каскаду в області верхніх частот можна описати виразом:

, де;

- Поточна кругова частота;

; (2.1)

; (2.2)

; (2.3)

; (2.4)

.
а) б)

Рис. 2.1

При заданому рівні частотних спотворень, верхня гранична частота смуги пропускання каскаду дорівнює:

=. (2.5)

Вхідний опір каскаду може бути апроксимувати паралельної
RC ланцюгом [1]:

; (2.6)

. (2.7)

Приклад 2.1. Розрахувати,,, каскаду, наведеного на рис. 2.1, при використанні транзистора КТ610А [6] (= 5
Ом, = 1 Ом, = 0,0083 Сим, = 4 пФ, = 160 пФ, = 1
ГГц, = 120, = 0,95 А / В, = 0,99, = 55 мА), і умов:
= 50 Ом; = 0,9; = 10.

Рішення. При відомих і, відповідно до (2.1), маємо:
= 10,5 Ом. Знаючи, знаходимо: = 13,3 Ом. За формулою (2.2) визначимо: = 1,03 (10-9с. Підставляючи відомі і в співвідношення (2.5) отримаємо: = 74,9 МГц. По формулам (2.6) і (2.7) визначимо = 196 пФ, = 126 Ом.

2.2. ПРОМІЖНИЙ КАСКАД

Принципова схема каскаду наведена на рис. 2.2, а, еквівалентна схема по змінному струму - на рис. 2.2, б.

а) б)

Рис. 2.2

Відповідно до [1] коефіцієнт підсилення каскаду в області верхніх частот описується виразом:

, де; (2.8)

; (2.9)

; (2.10)

- вхідний опір і вхідна ємність навантажує каскаду.

Значення, вхідний опір і вхідна ємність каскаду розраховуються за формулами (2.5), (2.6), (2.7).

Приклад 2.2. Розрахувати,,, каскаду, наведеного на рис. 2.2, при використанні транзистора КТ610А (дані транзистора наведені в прикладі 2.1) і умов: = 0,9; = 10;
, Що навантажує каскаду - з прикладу 2.1.

Рішення. За відомим і з (2.8) отримаємо: = 10.5 Ом.
Знаючи з (2.10) знайдемо: = 11,5 Ом. За формулою (2.9) визначимо:
= 3 (10-9 с. Підставляючи відомі, у співвідношення (2.5) отримаємо = 25,5 МГц. По формулам (2.6) і (2.7) визначимо = 126 Ом,
= 196 пФ.

3. РОЗРАХУНОК КАСКАДУ з високочастотним Індуктивним КОРЕКЦІЄЮ

3.1. кінцевого каскаду

Принципова схема каскаду з високочастотної індуктивної корекцією наведена на рис. 3.1, а, еквівалентна схема по змінному струму - на рис.
3.1, б.

а) б)

Рис. 3.1

За відсутності реактивності навантаження високочастотна індуктивна корекція вводиться для корекції спотворень АЧХ внесених транзистором.
Коригувальний ефект у схемі досягається за рахунок зростання опору колекторної ланцюга з ростом частоти підсилюється сигналу і компенсації, завдяки цьому, шунтуючого дії вихідний ємності транзистора.

Відповідно до [1] коефіцієнт підсилення каскаду в області верхніх частот, при оптимальному значенні рівному:

, (3.1) описується виразом:

, де; (3.2)

; (3.3)

; (3.4)

; (3.5)

і розраховуються по (2.3) і (2.4).

При заданому значенні, каскаду дорівнює:

=. (3.6)

Значення, каскаду розраховуються за формулами (2.6), (2.7).

Приклад 3.1. Розрахувати,,,, каскаду

Сторінки: 1 2 3 4 5
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар