Усилитель модулятора лазерного излучения (стр. 5 из 6)

Предельные эксплуатационные данные:

1. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер

В;

2. Постоянный ток коллектора

мА;

3. Постоянная рассеиваемая мощность коллектора

Вт;

4. Температура перехода

К.

3.4.3 Расчет входного каскада

Как уже отмечалсь в качестве входного каскада будем испльзовать каскад с комбинированной отрицательной обратной связью состоящцю из

обладающая, как и выходной наибольшей широкополосностью, и одновременно играет роль согласующего устройства между выходным каскадом и генератором, его схема по переменному току изображена на рисунке 3.11.

Рисунок 3.11

Сопротивление обратной связи R_ос находим исходя из следующих соотношений [2]:

(3.4.1)

(3.4.2)

Входное сопротивление выходного каскада равно сопротивлению генератора:

Ом.

Выбрали сопротивление в цепи эмиттера такое, чтобы выполнялись выше записанные равенства (3.4.1) и (3.4.2):

Ом.

Тогда исходя из соотношений (3.4.1) и (3.4.2) находим сопротивление обратной связи:

Ом.

3.4.4 Расчёт эквивалентной схемы транзистора

3.4.4.1 Схема Джиаколетто

Эквивалентная схема имеет тот же вид, что и схема представленная на рисунке 3.6. Расчёт её элементов производится по формулам, приведённым в пункте 3.3.3.1.

Расчитаем элементы схемы, воспользовавшись справочными данными и приведенными ниже формулами.

Ом

3.4.4.2 Однонаправленная модель

Эквивалентная схема имеет тот же вид, что и схема представленная на рисунке 3.7. Расчёт её элементов производится по формулам, приведённым в пункте 3.3.3.2

нГн;

пФ;

Ом

Ом;

А/В;

Ом;

пФ.

3.4.5 Расчет полосы пропускания

Проверим добъёмся ли нужной полосы частот при выбранном сопротивлении Rос, для этого воспользуемся следующими формулами [2]:

(3.4.3)

(3.4.4)

(3.4.5)

(3.4.6)

Используя формулы (3.3.18) и (3.3.19) найдем коэффициент N:

Используя формулы (3.3.12), (3.3.13), (3.3.14), (3.3.15), (3.3.16), (3.3.18), и характеристики транзистора приведенной в пункте 3.4.2, убедимся в том, что выбранное сопротивление обратной связи обеспечит на нужной полосе частот требуемый коэффициент усиления:

пФ.

мА.

Ом

пФ

Гц

раз.

Выбранное сопротивление Rос обеспечивает на заданном диапазоне частот коэффициент усиления равный 12дБ.

3.4.6 Расчёт цепи термостабилизации

Для входного каскада также выбрана эмиттерная термостабилизация, схема которой приведена на рисунке 3.10.

Метод расчёта схемы идентичен приведённому в пункте 3.3.4.3. Эта схема термостабильна при

В и

мА. Напряжение питания рассчитывается по формуле

В.

Рассчитывая по формулам 3.3.28–3.3.38 получим:

кОм;

К;

А;

кОм;

;

Ом;

мА;

мА.

Условие термостабильности выполняется, но в этом случае при использовании предложенной схемы каскада с комбинированной обратной связи не выполняются требуемые условия.

3.5 Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей

На рисунке 3.12 приведена принципиальная схема усилителя. Рассчитаем номиналы элементов обозначенных на схеме. Расчёт производится в соответствии с методикой описанной в [1]

Рисунок 3.12

Рассчитаем сопротивление и ёмкость фильтра по формулам:

, (3.5.1)

где

– напряжение питания усилителя равное напряжению питания выходного каскада;

– напряжение питания входного каскада;

– соответственно коллекторный, базовый токи и ток делителя входного каскада;

, (3.5.2)

где

– нижняя граничная частота усилителя.

Ом;

пФ.

, (3.5.3)

пФ.

, (3.5.4)

нФ.

Для расчета емкостей обратной связи С_oc1 и C_oc2 воспользуемся следующим соотношением:

, (3.5.5)

пФ.

, (3.5.6)

пФ.

Для расчета емкостей обратной связи С_oc1 и C_oc2 воспользуемся следующим соотношением:

, (3.5.7)

пФ.

Дроссель в коллекторной цепи выходного каскада ставится для того, чтобы выход транзистора по переменному току не был заземлен. Его величина выбирается исходя из условия:

. (3.5.8)

мкГн.