Материал: Проектирование усилителя

Тогда сопротивление R_Э

Теперь определим постоянную времени на ВЧ с учетом действия обратной связи

Так как ожидаемое значение меньше требуемого, следовательно, искажения будут не более заданных.

Определим входные параметры транзистора.

Входное сопротивление транзистора с ОЭ

Входное сопротивление каскада

Сопротивление R₁₂ было найдено выше.

Входная динамическая ёмкость каскада

,

 Введем в каскад параллельную ООСН, для понижения входного сопротивления каскада, что в свою очередь позволит снизить ВЧ-искажения входного каскада.

Примем R_ВХ = 200 Ом. Тогда найдем R_ОС из формулы

здесь К₀ - коэффициент усиления с учетом действия ПООСТ.

Величину емкости С_{р ОС} определим из условия X_СрОС << R_ОС на f_Н.

Примем ёмкостное сопротивление X_C равное 200 Ом. Тогда емкость будет равна

Коэффициент усиления каскада с учетом действия параллельной ООСН

Выходное сопротивление каскада с учетом действия обратной связи

где  - крутизна с учетом действия ПООСТ.

Постоянная времени каскада в области ВЧ с учетом действия ОС.

Определим R_ЭКВ

,

Крутизна с учетом действия ОС

где  - крутизна с учетом действия ПООСТ.

Постоянная времени каскада при параллельной ООСН

Входная емкость каскада с учетом действия параллельной ООСН

Относительный коэффициент усиления в области ВЧ

Тогда коэффициент искажения каскада в области ВЧ

Рассчитаем элементы фильтрующей цепи.

Сопротивление R_Ф

Емкость С_Ф

3.3 Расчет входного каскада

Исходные данные: коэффициент усиления .

Оценим долю частотных искажений приходящихся на входной каскад и входную цепь, с учетом искажений для оконечного каскада, каскада с ОК и промежуточного каскада.

Доля частотных искажений приходящихся на каскад

Максимально выходное напряжение каскада

Сопротивление и емкость нагрузки

3.3.1 Выбор транзистора

Выберем кремниевый биполярный СВЧ транзистор малой мощности типа n-p-n КТ382БМ, характеристики которого указаны в Приложении В.

3.3.2 Расчет требуемого режима транзистора

Электрическая схема входного каскада представлена на рисунке 4.3.

Рисунок 4.2 - Входной каскад

Сопротивление резистора R_К выбираем равным 200 Ом.

Эквивалентное сопротивление

Ток коллектора покоя с учетом запаса на термонестабильность

Напряжение коллектора

Постоянная рассеиваемая мощность транзистора

Находим напряжение на сопротивлении R_К

Напряжение на сопротивлении R_Э (E_К = 12В)

3.3.3 Расчет эквивалентных параметров транзистора

Объемное сопротивление базы

Ток базы

Ток эмиттера

Сопротивление эмиттера

Диффузионная ёмкость эмиттера

Низкочастотные значения транзистора

3.3.4 Расчет цепей питания и термостабилизации

Потенциал базы

Ток делителя

Сопротивление R_Э

Сопротивления базового делителя

Рассчитаем термонестабильность каскада. Тепловое сопротивление "переход-среда" (справочные данные)

Температура коллекторного перехода

Разница между температурой перехода и справочным значением температуры

Приращение напряжения база-эмиттер

Приращение тока коллектора покоя, вызванное в результате смещения проходной характеристики транзистора

Приращение обратного тока коллектора

Приращение тока коллектора, вызванное изменением обратного тока коллектора

Приращение коэффициента передачи

Приращение тока коллектора, вызванное изменением

Учтем влияние параметров схемы термостабилизации через коэффициенты термостабилизации

Найдем R₁₂

Теперь находим

Общий уход тока с учетом схемы термостабилизации

Так как  меньше выбранного запаса тока коллектора, равного 500 мкА, следовательно, рассчитанная схема термостабилизации оптимальна.

Для согласования входного сопротивления УУ с характеристическим сопротивлением тракта передачи равным 50 Ом введем в данный каскад параллельную ООСН.

Коэффициент усиления каскада на средних частотах (СЧ)

Сопротивление обратной связи

Величину емкости С_{Р ОС} определим из условия X_СрОС << R_ОС на f_Н.

Примем емкостное сопротивление X_С равное 200 Ом. Тогда емкость будет равна

Коэффициент усиления каскада с учетом действия параллельной ООСН

3.3.5 Расчет основных характеристик каскада в области ВЧ

Требуемое значение постоянной времени в области ВЧ

Выходное сопротивление каскада

Эквивалентное сопротивление

Крутизна транзистора

Ожидаемое значение постоянной времени в области ВЧ

Так как ожидаемое значение меньше требуемого, искажения будут не более заданных.

Входная емкость каскада с учетом действия параллельной ООСН

Относительный коэффициент усиления в области ВЧ

Тогда коэффициент искажений каскада в области ВЧ

Рассчитаем элементы фильтрующей цепи.

Сопротивление R_Ф

Емкость С_Ф

4. Расчет усилителя в области нижних частот

По условию задания  При равномерном распределении искажений, их доля (дБ) на каждый из N - элементов

В соответствии с топологией схемы показанной на рисунке 4.3 N =7

Рисунок 4.3 - Разделительные и блокировочные ёмкости

4.1 Расчет ёмкостей разделительных конденсаторов

Постоянная времени для C_p1

Ёмкость C_p1

где

 - эквивалентное сопротивление, стоящее слева от разделительного конденсатора,  - эквивалентное сопротивление, стоящее справа от конденсатора.

Определим  при условии, что

Коэффициент искажений

,

Определим  при условии, что

Коэффициент искажений

,

Определим  при условии, что

Коэффициент искажений

Суммарный  для разделительных емкостей