Широкополосный усилитель калибровки радиовещательных станций (стр. 2 из 3)
Рисунок 4.8 – Схема коллекторной термостабилизации
4.4.3 Активная коллекторная термостабилизация
В данном курсовом проекте использована активная коллекторная термостабилизация, которая является достаточно эффективной в мощных усилительных каскадах. Схема активной коллекторной термостабилизации изображена на рисунке 4.9.
Рисунок 4.9 – Схема активной коллекторной термостабилизации
VT1 – транзистор КТ814: bо= 40, Uкэдоп.=20В, Iк =2.5А;
VT2 – транзистор КТ930Б.
Рассчитаем элементы схемы по следующим формулам:
4.5 Расчет корректирующих цепей
4.5.1 Выходная корректирующая цепь
Для передачи без потерь сигнала от одного каскада многокаскадного усилителя к другому используется последовательное соединение корректирующих цепей (КЦ) и усилительных элементов [6]. На рисунке 4.10 изображен пример построения такой схемы усилителя по переменному току.
Рисунок 4.10 Схема усилителя с корректирующими цепями
Расчеты входных, выходных и межкаскадных КЦ ведутся с использованием эквивалентной схемы замещения транзистора приведенной на рисунке 4.11. Для получения максимальной выходной мощности в заданной полосе частот необходимо реализовать ощущаемое сопротивление нагрузки для внутреннего генератора транзистора, равное постоянной величине во всем рабочем диапазоне частот. Это можно реализовать, включив выходную емкость транзистора в фильтр нижних частот, используемый в качестве выходной КЦ. Схема включения выходной КЦ приведена на рисунке 4.11.
Рисунок 4.11 – Схема выходной корректирующей цепи
Выходную корректирующую цепь можно рассчитать с использованием методики Фано, которая подробно описана в методическом пособии [6]. Зная Свых и fв можно рассчитать элементы L1и C1 .
4.5.2 Межкаскадная корректирующая цепь
Как упоминалось ранее, для передачи сигнала от одного каскада многокаскадного усилителя к другому, от источника сигнала на вход первого усилительного элемента и от выходной цепи последнего усилительного элемента в нагрузку применяют различные схемы, называемые межкаскадными корректирующими цепями (МКЦ). Эти схемы одновременно служат и для подачи питающих напряжений на электроды усилительных элементов, а также придания усилителю определенных свойств.
Существуем множество различных схем МКЦ, но в данном курсовом проекте используется межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка, которая изображена на рисунке 4.12.
Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка обеспечивает достаточно хорошее согласование между усилительными элементами и способствует максимальной отдачи выходной мощности усилительного элемента в нагрузку.
Рисунок 4.12 – Каскад с межкаскадной корректирующей цепью
третьего порядка
В качестве усилительного элемента VT2 используется транзистор КТ930А.
Расчет межкаскадной корректирующей цепи третьего порядка производится по следующей методике.
В начале расчета определяют неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) приходящейся на каждый каскад. Затем из таблицы, которая находится в методическом пособии [6] по неравномерности АЧХ определяют коэффициенты а1 , а2,, а3. После находят нормированные значения Свых.н , Lвх.н и Rвх.н по следующим формулам:
Для нахождения нормированных значений С1 , С2 , L1 рассчитывают следующие коэффициенты:
Рассчитаем межкаскадную корректирующую цепь между выходным и предоконечным каскадом. Для этого представим схему приведенную на рисунке 4.12 в виде эквивалентной схемы изображенной на рисунке 4.13.
Рассчитаем элементы МКЦ.
Значения выходных параметров транзистора КТ930А возьмем из пункта 5.2, где рассчитана эквивалентная схема этого транзистора.
КТ930А: Cвых.= 78.42 пФ;. Rвых.= 8.33 Ом.
Рисунок 4.13 – Эквивалентная схема каскада
Неравномерность АЧХ приходящейся на каждый каскад составляет 0.7дБ. Из таблицы находящейся в методическом пособии [6] коэффициенты а1 , а2,, а3 будут равны:
5 Расчет предоконечного каскада
5.1 Расчет рабочей точки
5.2 Расчет эквивалентной схемы транзистора
В качестве эквивалентной схемы расчитаем однонаправленную модель транзистора.
Рассчитаем элементы схемы, воспользовавшись справочными данными и формулами приведенными в пункте 4.3.2.
Входную индуктивность определим по формуле 4.19.
Определим входное сопротивление по формуле (4.12), для этого найдем Скпри напряжении Uкэ = 10В воспользовавшись формулой (4.11.)
5.3 Расчет схемы термостабилизации
В предоконечном каскаде используется схема активной коллекторной термостабилизации.
Рассчитаем элементы схемы воспользовавшись формулами приведенными в пункте 4.4.3 и рисунком 4.9.
Выберем напряжение UR4=1В и расчитаем значение резистора R4 по формуле (4.32).
5.4 Расчет межкаскадной корректирующей цепи
Расчитаем межкаскадную корректирующую цепь между входным и предоконечным каскадом. Эквивалентная схема изображена на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1 – Эквивалентная схема каскада
В качестве усилительного элемента VT1 используется транзистор КТ916А.
Рассчитаем элементы МКЦ.
Значения выходных параметров транзистора КТ916А возьмем из пункта 6.2, где рассчитана эквивалентная схема этого транзистора.
Нагрузкой для предоконечного каскада является параллельное соединение Rвых. транзистора и R1 .Где R1– сопротивление, входящее в межкаскадную корректирующую цепь, рассчитанное в пункте 4.5.2.
6 Расчет входного каскада
6.1 Расчет рабочей точки
В качестве входного каскада используется транзистор КТ916А. Напряжение в рабочей точке будет равно:
Ток в рабочей точке изменяется в соответствии с коэффициентом усиления межкаскадной корректирующей цепи, которая рассчитана в пункте 5.4.
6.2 Расчет эквивалентной схемы транзистора
В качестве эквивалентной схемы расчитаем однонаправленную модель транзистора.
Рассчитаем элементы схемы, воспользовавшись справочными данными и формулами приведенными в пункте 4.3.2.
6.3 Расчет схемы термостабилизации
В входном каскаде используется схема активной коллекторной термостабилизации.
Рассчитаем элементы схемы воспользовавшись формулами приведенными в пункте 4.4.3 и рисунком 4.9.
6.4 Расчет входной корректирующей цепи
В качестве входной корректирующей цепи используется межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка. Эквивалентная схема изображена на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1 – Эквивалентная схема каскада
Рассчитаем элементы МКЦ.
Выходными параметрами в данном случае будут являться параметры генератора.
Свых=0;
Rвых=Rr=50 Ом
Значения входных параметров транзистора КТ916А возьмем из пункта 6.2.
КТ916А:
Нагрузкой для входного каскада является параллельное соединение Rвых. транзистора и R1. Где R1– сопротивление, входящее в межкаскадную корректирующую цепь, рассчитанное в пункте 5.4.