Усилитель приемной антенной решетки

Расчет усилительных устройств на основе биполярных транзисторов. Принципиальная схема усилителя приемной антенной решетки. Расчет элементов принципиальной схемы.

ВНИМАНИЕ! Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками (вместо pic), графиками, приложениями, списком литературы и т.д., необходимо скачать работу.

Министерство образования Российской Федерации.


Томский государственный университет систем

управления и радиоэлектроники (ТУСУР)


кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)


 

 

 
Усилитель приемной антенной решетки.


 

 

 

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине

“Схемотехника АЭУ”

РТФ КП 468740.009 ПЗ


 

 

 

 

Выполнил: студент гр.148-3

________ Вахрушев С.С.

“____”___________2001г

Руководитель: доцент кафедры РЗИ

___________ Титов А.А.

“____”___________2001г


 

Томск 2001


 

 

РЕФЕРАТ


В курсовой работе производился расчет усилителя фазированной антенной решетки на биполярных транзисторах.

Цель работы – приобрести необходимые навыки расчета усилительных устройств на основе биполярных транзисторов.

В процессе проектирования производился расчет элементов принципиальной схемы усилителя, которые обеспечивают необходимый режим работы транзисторов, а также расчет элементов схемы термостабилизации и цепей коррекции.

Получена принципиальная схема усилителя приемной антенной решетки, которая может быть реализована на практике и применена в реальных системах радиолокации.

Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 7.0. Схемы и рисунки выполнены в графическом редакторе Paint Brush.


Задание


Исходные данные для проектирования:

1) Диапазон рабочих частот 100 – 1000 МГц

2) Допустимые частотные искажения МН = 1,5дБ, МВ = 1,5дБ

3) Коэффициент передачи усилителя SУ = 15дБ

4) Выходное напряжение UВЫХ = 0,2В

5) Сопротивление генератора RГ = 50Ом

6) Сопротивление нагрузки RН = 50Ом

7) Согласование по входу и по выходу


Введение

Во многих областях современной науки и техники часто встречается необходимость усиления электрических колебаний (сигналов) различных видов с сохранением их формы.

Усилители имеют широкое и разностороннее применение: в радиосвязи и радиовещании, телевидении, звуковом кино, устройствах записи и воспроизведения звука, дальней проводной связи, измерительной аппаратуре, а также в телемеханике, автоматике и т.д.

Приемные антенные решетки используются в радиолокации для электронного сканирования пространства без механического перемещения антенны. Положение цели в пространстве, при этом, определяется по разности фаз сигналов, пришедших от каждого из элементов антенной решетки.

Одним из основных узлов таких систем являются широкополосные усилители, обеспечивающие усиление сигналов поступающих с антенных решеток.

Для обеспечения высокой точности работы системы радиолокации, необходима полная идентичность характеристик широкополосных усилителей. Кроме того, усилители должны быть согласованы по входу и выходу, иметь линейную амплитудно-частотную характеристику, параметры усилителей не должны изменяться во времени и при изменении температуры окружающей среды.


1. Определение числа каскадов

Т.к. заданное усиление равное 15дБ не может быть достигнуто одним маломощным транзистором в широком диапазоне частот, то целесообразно коэффициент усиления распределить на несколько каскадов усиления, например, по 5дБ на каждый:

Усилитель приемной антенной решетки


2. Распределение искажений в области ВЧ

Определим неравномерность частотной характеристики на рабочем диапазоне частот, приходящуюся на один каскад:

Усилитель приемной антенной решетки


3. Расчет оконечного каскада

3.1. Расчет рабочей точки и построение нагрузочных прямых

Резистивный каскад

В разрабатываемом усилителе будет использован каскад с комбинированной отрицательной обратной связью, схема которого по переменному току приведена на рис. 3.1.1.1.



Т.к. часть выходной полезной мощности рассеивается на резисторах обратной связи Rэ, Rос, то для предварительного расчета рабочей точки выходного транзистора напряжение, которое он должен выдавать, необходимо брать удвоенным, т.к. заранее эти потери неизвестны. Потом эти потери можно уточнить. Координаты рабочей точки приближенно можно рассчитать по формулам [1]:

Усилитель приемной антенной решетки

Усилитель приемной антенной решетки

где Iвых – выходной ток оконечного транзистора;

Uвых – выходное напряжение транзистора;

Pвых – мощность, выдаваемая транзистором на выходе

Схема резистивного каскада по постоянному току приведена на рис. 3.1.1.2.

Усилитель приемной антенной решетки

Рис. 3.1.1.2 Резистивный каскад


Пусть Rн=Rк=50 Ом, тогда выходной ток транзистора будет равен:

Усилитель приемной антенной решетки

Обычно остаточное напряжение Uост и ток Iост выбирают в пределах:

Усилитель приемной антенной решетки Усилитель приемной антенной решетки

Тогда рабочая точка транзистора:

Усилитель приемной антенной решетки

где UКЭ0 – напряжение на переходе коллектор-эммитер в рабочей точке;

IК0 – ток коллектора в рабочей точке транзистора

Напряжение источника питания:

Усилитель приемной антенной решетки

Построим нагрузочные прямые постоянного и переменного токов для резистивного каскада:

Усилитель приемной антенной решетки- уравнение нагрузочной прямой по постоянному току

Для переменного тока:

Усилитель приемной антенной решетки

Усилитель приемной антенной решетки

Усилитель приемной антенной решетки

Усилитель приемной антенной решетки

Рис. 3.1.1.3 Нагрузочные прямые для резистивного каскада

У резистивного каскада сопротивление нагрузки выходной цепи переменному току меньше, чем постоянному, и нагрузочная прямая постоянного тока проходит через точку покоя более полого, чем нагрузочная прямая переменного тока.


3.1.2. Дроссельный каскад

Дроссельный усилительный каскад представлен на рисунке 3.1.2.1. Здесь вместо резистора RК ставят дроссель LДР, для увеличения КПД каскада.

Усилитель приемной антенной решетки

Рис. 3.1.2.1 Дроссельный усилительный каскад


Резисторами Rб1 и Rб2 (базовые делители) устанавливают рабочую точку каскада.

Усилитель приемной антенной решетки

Тогда рабочая точка транзистора:

Усилитель приемной антенной решетки

Питание:

Усилитель приемной антенной решетки

По переменному току:

Усилитель приемной антенной решетки

Тогда нагрузочные прямые по постоянному и переменному току для дроссельного каскада выглядят следующим образом:

Усилитель приемной антенной решетки

Рис. 3.1.2.2 Нагрузочные прямые для дроссельного каскада


Т.к. сопротивление дросселя по постоянному току эквивалентно короткому замыканию, нагрузочная прямая по постоянному току есть вертикальная линия Усилитель приемной антенной решетки


3.1.3. Расчет мощностей


Произведем расчет потребляемой и рассеиваемой мощностей для резистивного и дроссельного каскадов выбор каскада по энергетическим параметрам:

Для резистивного каскада:

Усилитель приемной антенной решетки

Усилитель приемной антенной решетки

где Рк – мощность, рассеиваемая на коллекторе;

Рпотр – потребляемая транзистором мощность.

Для дроссельного каскада:

Усилитель приемной антенной решетки

Усилитель приемной антенной решетки

Полученные результаты представлены в таблице 3.1.3.1:

Таблица 3.1.3.1 Энергетические параметры усилительных каскадов





















 

Eп, B


Pk, мВт


Рпотр, мВт


IК0, мА


UКЭ0, В


Резистивный каскад (Rk)


3,9


52,8


68,6


17,6


3


Дроссельный каскад(Lk)


3


26,4


26,4


8,8


3


Скачиваний: 1
Просмотров: 0
Скачать реферат Заказать реферат