Широкополосный усилитель мощности (стр. 3 из 5)
Рабочая точка:Uкэ0= 13В,
Iк0=0.22А.
Учтя это, получим:
, где 
, а коллекторный ток – 
, что было получено ранее, тогда: 
и 
Вт (3.16)Базовый ток будет в
раз меньше коллекторного тока: 
, (3.17)а ток базового делителя на порядок больше базового:
(3.18)Учтя то, что напряжение питания будет следующим:
, (3.19)найдем значения сопротивлений, составляющих базовый делитель:
(3.20) 
(3.21)Схема активной коллекторной термостабилизации усилительного каскада приведена на рис. 3.8 [1].
Рисунок 3.8 – Схема активной коллекторной термостабилизации.
В качестве управляемого активного сопротивления выбран маломощный транзистор КТ 361А со средним коэффициентом передачи тока базы 50. Напряжение на сопротивлении цепи коллектора по постоянному току должно быть больше 1 В или равным ему, что и применяется в данной схеме.
Энергетический расчет схемы:
. (3.22)Мощность, рассеиваемая на сопротивлении коллектора:
. (3.23)Видно, что рассеиваемая мощность уменьшилась в три раза по сравнению с предыдущей схемой.
Рассчитаем номиналы схемы [1]:
. (3.24)Номиналы реактивных элементов выбираются исходя из неравенств:
. (3.25)Этим требованиям удовлетворяют следующие номиналы:
L=100 мкГн (Rн=50 Ом) и Сбл=1 мкФ (fн=300 МГц).
Схема пассивной коллекторной термостабилизации приведена на рис. 3.9
В данной схеме напряжение на
должно быть 5 – 10 В. Возьмем среднее значение – 7В.Произведем энергетический расчет схемы:
. (3.26)Мощность, рассеиваемая на сопротивлении коллектора:
. (3.27)Видно, что при использовании данной схемы мощность будет максимальна.
 |
Рисунок 3.9 – Схема пассивной коллекторной термостабилизации.
Рассчитаем номиналы схемы:
. (3.28)Сравнив эти схемы видно, что и с энергетической, и с практической точки зрения более эффективно использовать активную коллекторную термостабилизацию, которая и будет использоваться далее.
3.3.4. Расчет выходной корректирующей цепи.
Схема оконечного каскада с выходной корректирующей цепью приведена на рис.3.10.
Рисунок 3.10 – Схема оконечного каскада с выходной корректирующей цепью.
От выходного каскада усилителя требуется получение максимально возможной выходной мощности в заданной полосе частот [1] Это достигается путем реализации ощущаемого сопротивления нагрузки для внутреннего генератора транзистора равным постоянной величине во всем рабочем диапазоне частот. Одна из возможных реализаций - включение выходной емкости транзистора в фильтр нижних частот, используемый в качестве выходной КЦ. Расчет элементов КЦ проводится по методике Фано, обеспечивающей максимальное согласование в требуемой полосе частот.
По имеющейся выходной емкости каскада (вычисленной в пункте 2.3.2) найдем параметр b3, для расчета воспользуемся таблицей, приведенной в [1]:
. (3.29)Из таблицы получим следующие значения параметров с учетом величины b3 (произведя округление ее в нужную сторону):
C1н=b1=1.9, L1н=b2=0.783, C1н=b3=1.292, S=0.292,
1.605.Разнормируем параметры и найдем номиналы элементов схемы:
. (3.30)3.3.5 Расчет межкаскадной корректирующей цепи.
Межкаскадная корректирующая цепь (МКЦ) третьего порядка представлена на рис. 3.11 [1].
 |
Рисунок 3.11 - Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка.
Цепь такого вида обеспечивает реализацию усилительного каскада с заданной неравномерностью АЧХ и с заданными частотными искажениями [1]. Коэффициент передачи каскада с МКЦ описывается функцией вида:
(3.31)Функции передачи фильтров имеют такой же вид. Следовательно, данную цепь нужно рассчитывать исходя из теории фильтров. Методика расчета цепи приведена в методичке [1].
В теории фильтров известны табулированные значения коэффициентов
, 
, 
соответствующие требуемой форме АЧХ цепи описываемой функцией вида (3.31). Значения коэффициентов , , , соответствующие различной неравномерности АЧХ, приведены в [1]. Учтя заданную неравномерность АЧХ ( 
), найдем значения коэффициентов в нашем случае: 
В предоконечном и входном каскадах будем использовать менее мощный транзистор КТ996А, а не КТ939А, Данный транзистор менее мощный, его выходная емкость и статический коэффициент передачи тока меньше, что обеспечит хорошее согласование. Необходимые для расчета параметры транзистора КТ996А таковы [5]:
при 
Для расчета нормированных значений элементов МКЦ, обеспечивающих заданную форму АЧХ с учетом реальных значений Cвых и Rн, следует воспользоваться рядом формул пересчета (подробно методика изложена в методичке [1]):
Расчет заключается в нахождении ряда нормированных значений и коэффициентов, найдем нормированные значения
: 
, 
, (3.32) 
= 
Здесь
и - выходное сопротивление и емкость транзистора КТ996А, а 
и - входное сопротивление и индуктивность транзистора КТ939А.В результате получим:
Зная это, рассчитаем следующие коэффициенты:
; 
; (3.33)