Бесплатные рефераты


В мире
Календарь новостей
« Окт.2018
Пн.Вт.Ср.Чт.Пт.Сб.Вс.
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
ВНИМАНИЕ!!!
УВАЖАЕМЫЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛИ!!!
Сайт поменял владельца и на нём грядут большие перемены.
Убедительная просьба не пользоваться покупкой рефератов через смс.
ДАННЫЙ СЕРВИС БОЛЬШЕ НЕ РАБОТАЕТ
Стоит вопрос об его удалении, дабы сделать рефераты бесплатными. Извините за неудобство и спасибо за понимание
Поиск реферата

Реферат, курсовая, контрольная, доклад на тему: Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

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 общего и профессионального образования

Российской Федерации

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

(ТУСУР)

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Пояснительная записка к курсовому

проекту по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств»

Выполнил

студент гр.148-3

______Размолодин Д.Б.

Проверил

преподаватель каф. РЗИ

______Титов А.А.

2001

Содержание

1.Введение..........................................................................................3

2.Техническое задание......................................................................4

3.Расчётная часть…...........................................................................5

3.1 Структурная схема усилителя...........................................…..5

3.2 Распределение линейных искажений в области ВЧ ........….5

3.3 Расчёт выходного каскада……………………………............5

3.3.1 Выбор рабочей точки..................................................5

3.3.2 Выбор транзистора......................................................6

3.3.3 Расчёт эквивалентной схемы

транзистора…………………………………...............7

3.3.4 Расчёт цепей термостабилизации……………...........9

3.4 Расчёт входного каскада

по постоянному току.……………………………….............14

3.4.1 Выбор рабочей точки……………………….............14

3.4.2 Выбор транзистора………………………….............15

3.4.3 Расчёт эквивалентной схемы

транзистора………………………………….............15

3.4.4 Расчёт цепей термостабилизации.…………............16

3.5 Расчёт корректирующих цепей……………………..............17

3.5.1 Выходная корректирующая цепь………….............17

3.5.2 Расчёт межкаскадной КЦ……………………..........18

3.5.3 Расчёт входной КЦ …………………………............21

3.6 Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей……………………………………………...............23

4 Заключение…………………………………………….…………26

Литература

1.Введение

В данной курсовой работе требуется рассчитать антенный усилитель с подъёмом амплитудно-частотной характеристики. Необходимость усиливать сигнал, принимаемый антенной, возникает из-за того, что достаточно велики потери в кабеле, связывающем антенну и приёмное устройство. К тому же потери значительно возрастают с ростом частоты.

Для того, чтобы компенсировать эти потери сигнал после приёма предварительно усиливают, а затем направляют в приёмный тракт. При этом усилитель должен иметь подъём АЧХ в области высоких частот. В данной работе требовалось обеспечить подъём равный 6дБ на октаву.

При проектировании любого усилителя основной трудностью является обеспечение заданного усиления в рабочей полосе частот. В данном случае полоса частот составляет 400-800 МГц. С учётом того, что усилительные свойства транзисторов значительно ухудшаются с ростом частоты, то разработка устройства с подъёмом АЧХ на таких частотах является непростой задачей.

Наиболее эффективным представляется использование в данном случае межкаскадных корректирующих цепей 4-го порядка. Такая цепь позволяет делать коэффициент усиления с подъёмом до 6 дБ в полосе частот от 0 до fв, что очень важно для данного устройства. Использование этих корректирующих цепей даёт возможность брать транзисторы с граничной частотой Антенный усилитель с подъёмом АЧХ, т.е. менее дорогостоящие, без ухудшения параметров всего усилителя.

2. Техническое задание

Усилитель должен отвечать следующим требованиям:

1. Рабочая полоса частот: 400-800 МГц

2. Линейные искажения

в области нижних частот не более 3 дБ

в области верхних частот не более 3 дБ

3. Коэффициент усиления 25 дБ с подъёмом области верхних частот 6 дБ

4. Амплитуда выходного напряжения Uвых=2.5 В

5. Диапазон рабочих температур: от +10 до +60 градусов Цельсия

6. Сопротивление источника сигнала и нагрузки Rг=Rн=50 Ом

3. Расчётная часть

3.1 Структурная схема усилителя.

Учитывая то, что каскад с общим эмиттером позволяет получать усиление до 20 дБ, оптимальное число каскадов данного усилителя равно двум. Предварительно распределим на каждый каскад по 15 дБ. Таким образом, коэффициент передачи устройства составит 30 дБ, из которых 25 дБ требуемые по заданию, а 5 дБ будут являться запасом усиления.

Структурная схема, представленная на рисунке 3.1, содержит кроме усилительных каскадов корректирующие цепи, источник сигнала и нагрузку.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХРисунок 3.1

3.2 Распределение линейных искажений в

области ВЧ

Расчёт усилителя будем проводить исходя из того, что искажения распределены следующим образом: выходная КЦ–1 дБ, выходной каскад с межкаскадной КЦ–1.5 дБ, входной каскад со входной КЦ–0.5 дБ. Таким образом, максимальная неравномерность АЧХ усилителя не превысит 3 дБ.

3.3 Расчёт выходного каскада

3.3.1 Выбор рабочей точки

Координаты рабочей точки можно приближённо рассчитать по следующим формулам [1]:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                      (3.3.1)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ                                                                (3.3.2)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                         (3.3.3)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – начальное напряжение нелинейного участка выходных

характеристик транзистора, Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Так как в выбранной мной схеме выходного каскада сопротивление коллектора отсутствует, то Антенный усилитель с подъёмом АЧХ. Рассчитывая по формулам 3.3.1 и 3.3.3, получаем следующие координаты рабочей точки:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХмА,

Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ.

Найдём мощность, рассеиваемую на коллекторе Антенный усилитель с подъёмом АЧХмВт.

3.3.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров:

1. граничной частоты усиления транзистора по току в схеме с ОЭ

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;

2. предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;

3. предельно допустимого тока коллектора

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;

4. предельной мощности, рассеиваемой на коллекторе

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Этим требованиям полностью соответствует транзистор КТ996Б-2. Его основные технические характеристики приведены ниже.

Электрические параметры:

1. Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ Антенный усилитель с подъёмом АЧХМГц;

2. Постоянная времени цепи обратной связи Антенный усилитель с подъёмом АЧХпс;

3. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;

4. Ёмкость коллекторного перехода при Антенный усилитель с подъёмом АЧХ В Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ;

5. Индуктивность вывода базы Антенный усилитель с подъёмом АЧХнГн;

6. Индуктивность вывода эмиттера Антенный усилитель с подъёмом АЧХнГн.

Предельные эксплуатационные данные:

1. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ;

2. Постоянный ток коллектора Антенный усилитель с подъёмом АЧХмА;

3. Постоянная рассеиваемая мощность коллектора Антенный усилитель с подъёмом АЧХ Вт;

4. Температура перехода Антенный усилитель с подъёмом АЧХК.

Нагрузочные прямые по переменному и постоянному току для выходного каскада представлены на рисунке 3.2. Напряжение питания выбрано равным 10В.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Рисунок 3.2

3.3.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора

Поскольку рабочие частоты усилителя заметно больше частоты Антенный усилитель с подъёмом АЧХ, то из эквивалентной схемы можно исключить входную ёмкость, так как она не влияет на характер входного сопротивления транзистора. Индуктивность же выводов транзистора напротив оказывает существенное влияние и потому должна быть включена в модель. Эквивалентная высокочастотная модель представлена на рисунке 3.3. Описание такой модели можно найти в [2].

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Рисунок 3.3

Параметры эквивалентной схемы рассчитываются по приведённым ниже формулам.

Входная индуктивность:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                                  (3.3.3)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ–индуктивности выводов базы и эмиттера.

Входное сопротивление:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                                         (3.3.4)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ, причём Антенный усилитель с подъёмом АЧХ, Антенный усилитель с подъёмом АЧХи Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – справочные данные.

Крутизна транзистора:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                     (3.3.5)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ, Антенный усилитель с подъёмом АЧХ, Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Выходное сопротивление:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.                                                                                  (3.3.6)

Выходная ёмкость:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.                                                        (3.3.7)

В соответствие с этими формулами получаем следующие значения элементов эквивалентной схемы:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХнГн;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХА/В;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ.

3.3.4 Расчёт цепей термостабилизации

Существует несколько вариантов схем термостабилизации. Их использование зависит от мощности каскада и от того, насколько жёсткие требования к термостабильности. В данной работе рассмотрены три схемы термостабилизации: пассивная коллекторная, активная коллекторная и эмиттерная.

3.3.4.1 Пассивная коллекторная термостабилизация

Данный вид термостабилизации (схема представлена на рисунке 3.4) используется на малых мощностях и менее эффективен, чем две другие, потому что напряжение отрицательной обратной связи, регулирующее ток через транзистор подаётся на базу через базовый делитель.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Рисунок 3.4

Расчёт, подробно описанный в [3], заключается в следующем: выбираем напряжение Антенный усилитель с подъёмом АЧХ (в данном случае Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ) и ток делителя Антенный усилитель с подъёмом АЧХ(в данном случае Антенный усилитель с подъёмом АЧХ, где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – ток базы), затем находим элементы схемы по формулам:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;                                                                           (3.3.8)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                                   (3.3.9)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ– напряжение на переходе база-эмиттер равное 0.7 В;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.                                                                         (3.3.10)

Получим следующие значения:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм.

3.3.4.2 Активная коллекторная термостабилизация

Активная коллекторная термостабилизация используется в мощных каскадах и является очень эффективной, её схема представлена на рисунке 3.5. Её описание и расчёт можно найти в [2].

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Рисунок 3.5

В качестве VT1 возьмём КТ315А. Выбираем падение напряжения на резисторе Антенный усилитель с подъёмом АЧХ из условия Антенный усилитель с подъёмом АЧХ(пусть Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ), затем производим следующий расчёт:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;                                                                                   (3.3.11)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;                                                                              (3.3.12)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;                                                                         (3.3.13)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;                                                                            (3.3.14)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                            (3.3.15)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ транзистора КТ315А;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;                                                                            (3.3.16)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;                                                                         (3.3.17)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.                                                                       (3.3.18)

Получаем следующие значения:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХмА;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХкОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХА;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХА;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХкОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХкОм.

Величина индуктивности дросселя выбирается таким образом, чтобы переменная составляющая тока не заземлялась через источник питания, а величина блокировочной ёмкости – таким образом, чтобы коллектор транзистора VT1 по переменному току был заземлён.

3.3.4.3 Эмиттерная термостабилизация

Для выходного каскада выбрана эмиттерная термостабилизация, схема которой приведена на рисунке 3.6. Метод расчёта и анализа эмиттерной термостабилизации подробно описан в [3].

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Рисунок 3.6

Расчёт производится по следующей схеме:

1.Выбираются напряжение эмиттера Антенный усилитель с подъёмом АЧХ и ток делителя Антенный усилитель с подъёмом АЧХ (см. рис. 3.4), а также напряжение питания Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;

2. Затем рассчитываются Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

3. Производится поверка – будет ли схема термостабильна при выбранных значениях Антенный усилитель с подъёмом АЧХ и Антенный усилитель с подъёмом АЧХ. Если нет, то вновь осуществляется подбор Антенный усилитель с подъёмом АЧХ и Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

В данной работе схема является термостабильной при Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ и Антенный усилитель с подъёмом АЧХ мА. Учитывая то, что в коллекторной цепи отсутствует резистор, то напряжение питания рассчитывается по формуле Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ. Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;                                                                                    (3.3.19)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;                                                                            (3.3.20)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.                                                                  (3.3.21)

Для того, чтобы выяснить будет ли схема термостабильной производится расчёт приведённых ниже величин.

Тепловое сопротивление переход – окружающая среда:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                               (3.3.22)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – справочные данные;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХК – нормальная температура.

Температура перехода:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                            (3.3.23)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХК – температура окружающей среды (в данном случае взята максимальная рабочая температура усилителя);

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – мощность, рассеиваемая на коллекторе.

Неуправляемый ток коллекторного перехода:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                         (3.3.24)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – отклонение температуры транзистора от нормальной;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ лежит в пределах Антенный усилитель с подъёмом АЧХА;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – коэффициент, равный 0.063–0.091 для германия и 0.083–0.120 для кремния.

Параметры транзистора с учётом изменения температуры:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                  (3.3.25)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ равно 2.2(мВ/градус Цельсия) для германия и

3(мВ/градус Цельсия) для кремния.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                        (3.3.26)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ(1/ градус Цельсия).

Определим полный постоянный ток коллектора при изменении температуры:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,  (3.3.27)

где

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.                              (3.3.28)

Для того чтобы схема была термостабильна необходимо выполнение условия:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.                                                                     (3.3.29)

Рассчитывая по приведённым выше формулам, получим следующие значения:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХК;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХК;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХА;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХА;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХА.

Как видно из расчётов условие термостабильности выполняется.

3.4 Расчёт входного каскада по постоянному току

3.4.1 Выбор рабочей точки

При расчёте требуемого режима транзистора промежуточных и входного каскадов по постоянному току следует ориентироваться на соотношения, приведённые в пункте 3.3.1 с учётом того, что Антенный усилитель с подъёмом АЧХ заменяется на входное сопротивление последующего каскада. Но, при малосигнальном режиме, за основу можно брать типовой режим транзистора (обычно для маломощных ВЧ и СВЧ транзисторов Антенный усилитель с подъёмом АЧХ мА и Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ). Поэтому координаты рабочей точки выберем следующие Антенный усилитель с подъёмом АЧХмА, Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ. Мощность, рассеиваемая на коллекторе Антенный усилитель с подъёмом АЧХмВт.

3.4.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора осуществляется в соответствии с требованиями, приведенными в пункте 3.3.2. Этим требованиям отвечает транзистор КТ371А. Его основные технические характеристики приведены ниже.

Электрические параметры:

1. граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ Антенный усилитель с подъёмом АЧХГГц;

2. Постоянная времени цепи обратной связи Антенный усилитель с подъёмом АЧХнс;

3. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;

4. Ёмкость коллекторного перехода при  Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ;

5. Индуктивность вывода базы Антенный усилитель с подъёмом АЧХнГн;

6. Индуктивность вывода эмиттера Антенный усилитель с подъёмом АЧХнГн.

Предельные эксплуатационные данные:

1. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ;

2. Постоянный ток коллектора Антенный усилитель с подъёмом АЧХмА;

3. Постоянная рассеиваемая мощность коллектора Антенный усилитель с подъёмом АЧХ Вт;

4. Температура перехода Антенный усилитель с подъёмом АЧХК.

3.4.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора

Эквивалентная схема имеет тот же вид, что и схема представленная на рисунке 3.3. Расчёт её элементов производится по формулам, приведённым в пункте 3.3.3.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХнГн;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХА/В;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ.

3.4.4 Расчёт цепи термостабилизации

Для входного каскада также выбрана эмиттерная термостабилизация, схема которой приведена на рисунке 3.7.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Рисунок 3.7

Метод расчёта схемы идентичен приведённому в пункте 3.3.4.3 с той лишь особенностью что присутствует, как видно из рисунка, сопротивление в цепи коллектора Антенный усилитель с подъёмом АЧХ. Это сопротивление является частью корректирующей цепи и расчёт описан в пункте 3.5.2.

Эта схема термостабильна при Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ и Антенный усилитель с подъёмом АЧХ мА. Напряжение питания рассчитывается по формуле Антенный усилитель с подъёмом АЧХВ.

Рассчитывая по формулам 3.3.19–3.3.29 получим:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХкОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХкОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХкОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХкОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХК;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХК;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХА;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХкОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХмА;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХмА.

Условие термостабильности выполняется.

3.4 Расчёт корректирующих цепей

3.4.1 Выходная корректирующая цепь

Расчёт всех КЦ производится в соответствии с методикой описанной в [4]. Схема выходной корректирующей цепи представлена на рисунке 3.8. Найдём Антенный усилитель с подъёмом АЧХ– выходное сопротивление транзистора нормированное относительно Антенный усилитель с подъёмом АЧХ и Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ                                                                 (3.5.1)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Рисунок 3.8

Теперь по таблице приведённой в [4] найдём ближайшее к рассчитанному значение Антенный усилитель с подъёмом АЧХ и выберем соответствующие ему нормированные величины элементов КЦ Антенный усилитель с подъёмом АЧХ и Антенный усилитель с подъёмом АЧХ, а также Антенный усилитель с подъёмом АЧХ–коэффициент, определяющий величину ощущаемого сопротивления нагрузки Антенный усилитель с подъёмом АЧХ и модуль коэффициента отражения Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Найдём истинные значения элементов по формулам:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;                                                                                  (3.5.2)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;                                                                                  (3.5.3)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.                                                                                    (3.5.4)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХнГн;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм.

Рассчитаем частотные искажения в области ВЧ, вносимые выходной цепью:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                       (3.5.5)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,

или Антенный усилитель с подъёмом АЧХдБ.

3.5.2 Расчёт межкаскадной КЦ

Схема МКЦ представлена на рисунке 3.9. Это корректирующая цепь четвёртого порядка, нормированные значения её элементов выбираются из таблицы, которую можно найти в [4], исходя из требуемой формы и неравномерности АЧХ. Нужно учесть, что элементы, приведённые в таблице, формируют АЧХ в диапазоне частот от 0 до Антенный усилитель с подъёмом АЧХ, а в данной работе каждая КЦ должна давать подъём 3дБ на октаву. Следовательно, чтобы обеспечить такой подъём нужно выбирать элементы, которые дают подъём 6дБ в диапазоне от 0 до Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ 

Рисунок 3.9

Нормированные значения элементов КЦ, приведённые ниже, выбраны для случая, когда неравномерность АЧХ цепи не превышает ±0.5дБ.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Эти значения рассчитаны для случая, когда ёмкость слева от КЦ равна 0, а справа – ¥. Произведём пересчёт значений по приведённым ниже формулам [4] с учётом того, что ёмкость слева равна выходной ёмкости транзистора VT1.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                                         (3.5.6)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                                      (3.5.7)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                       (3.5.8)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                      (3.5.9)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.                                                           (3.5.10)

В формулах 3.5.6-3.5.10 Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – это нормированная выходная ёмкость транзистора VT1. Нормировка произведена относительно выходного сопротивления VT1 и циклической частоты Антенный усилитель с подъёмом АЧХ:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Получаем следующие пересчитанные значения:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Все величины нормированы относительно верхней циклической частоты Антенный усилитель с подъёмом АЧХ и выходного сопротивления транзистораVT1. После денормирования получим следующие значения элементов КЦ:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХмкГн;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХнГн.

При подборе номиналов индуктивность Антенный усилитель с подъёмом АЧХ следует уменьшить на величину входной индуктивности транзистора. Нужно также отметить, что Антенный усилитель с подъёмом АЧХ и Антенный усилитель с подъёмом АЧХ стоят в коллекторной цепи входного каскада.

Найдём суммарный коэффициент передачи корректирующей цепи и транзистора VT2 в области средних частот по формуле [2]:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                           (3.5.7)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ– коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – нормированное относительно выходного сопротивления транзистора VT1 входное сопротивление каскада на транзисторе VT2, равное параллельному включению входного сопротивления транзистора Антенный усилитель с подъёмом АЧХ и сопротивления базового делителя Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Коэффициент усиления равен:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

или Антенный усилитель с подъёмом АЧХдБ.

Неравномерность коэффициента усиления не превышает 1дБ.

3.5.3 Расчёт входной КЦ

Схема входной КЦ представлена на рисунке 3.10. Её расчёт, а также табличные значения аналогичны описанным в пункте 3.5.1. Отличие в том, что табличные значения не требуют пересчёта, так как ёмкость слева от КЦ равна 0, а справа – ¥. Поэтому денормировав эти значения мы сразу получим элементы КЦ. Денормируем величины относительно сопротивления генератора сигнала Антенный усилитель с подъёмом АЧХ и Антенный усилитель с подъёмом АЧХ. Расчёт такой цепи также можно найти в [4].

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Рисунок 3.10

Табличные значения (искажения в области ВЧ не более ±0.5 дБ):

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

После денормирования получаем следующие величины:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХнГн;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХнГн.

Индуктивность Антенный усилитель с подъёмом АЧХ практически равна входной индуктивности транзистора VT1, поэтому её роль будут выполнять выводы транзистора.

Расчёт суммарного коэффициента передачи корректирующей цепи и транзистора VT1 в области средних частот произведём по формуле 3.5.7, заменив Антенный усилитель с подъёмом АЧХ на Антенный усилитель с подъёмом АЧХ, которое находится по аналогичным формулам, и, взяв коэффициент усиления по мощности:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Нужно не забывать, что все нормированные величины в этом пункте нормированы относительно Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Получим коэффициент усиления:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

или Антенный усилитель с подъёмом АЧХдБ.

Неравномерность коэффициента усиления не превышает 1дБ. Таким образом, суммарные искажения в области ВЧ не превысят 2.5дБ.

Коэффициент передачи всего усилителя:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХдБ.

3.6 Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей

На рисунке 3.11 приведена принципиальная схема усилителя. Рассчитаем номиналы элементов обозначенных на схеме. Расчёт производится в соответствии с методикой описанной в [1]

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Рисунок 3.11

Рассчитаем сопротивление и ёмкость фильтра по формулам:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                        (3.6.1)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ– напряжение питания усилителя равное напряжению питания выходного каскада;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – напряжение питания входного каскада;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – соответственно коллекторный, базовый токи и ток делителя входного каскада;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                         (3.6.2)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ– нижняя граничная частота усилителя.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХкОм;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ.

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

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.                                                                        (3.6.3)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХмкГн.

Так как ёмкости, стоящие в эмиттерных цепях, а также разделительные ёмкости вносят искажения в области нижних частот, то их расчёт следует производить, руководствуясь допустимым коэффициентом частотных искажений. В данной работе этот коэффициент составляет 3дБ. Всего ёмкостей три, поэтому можно распределить на каждую из них по 1дБ.

Найдём постоянную времени, соответствующую неравномерности 1дБ по формуле:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                       (3.6.4)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ – допустимые искажения в разах.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХнс.

Блокировочные ёмкости Антенный усилитель с подъёмом АЧХ и Антенный усилитель с подъёмом АЧХ можно рассчитать по общей формуле, взяв для каждой соответствующую крутизну.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.                                                                                   (3.6.5)

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ;

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ.

Величину разделительного конденсатора найдём по формуле:

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ,                                                                  (3.6.6)

где Антенный усилитель с подъёмом АЧХ– выходное сопротивление транзистора VT2.

Антенный усилитель с подъёмом АЧХпФ.

4. Заключение

Рассчитанный усилитель имеет следующие технические характеристики:

1. Рабочая полоса частот: 400-800 МГц

2. Линейные искажения

в области нижних частот не более 3 дБ

в области верхних частот не более 2.5 дБ

3. Коэффициент усиления 30дБ с подъёмом области верхних частот 6 дБ

4. Амплитуда выходного напряжения Uвых=2.5 В

5. Питание однополярное, Eп=10 В

6. Диапазон рабочих температур: от +10 до +60 градусов Цельсия

Усилитель рассчитан на нагрузку Rн=50 Ом

Усилитель имеет запас по усилению 5дБ, это нужно для того, чтобы в случае ухудшения, в силу каких либо причин, параметров отдельных элементов коэффициент передачи усилителя не опускался ниже заданного уровня, определённого техническим заданием.



Антенный усилитель с подъёмом АЧХ
РТФ КП 468730.001.ПЗ
Лит Масса Масштаб
Изм Лист Nдокум. Подп. Дата АНТЕННЫЙ
Выполнил Размолодин УCИЛИТЕЛЬ
Проверил Титов
Лист Листов
ТУСУР РТФ
Принципиальная Кафедра РЗИ
схема гр. 148-3
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 А можно заказать оригинальный реферат
Опубликовано: 20.08.10 | [ + ]   [ - ]  
Просмотров: 137
Загрузок: 0
Рекомендуем
{dnmbottom}
БАНК РЕФЕРАТОВ содержит более 70 000 рефератов, курсовых, контрольных работ, сочинений и шпаргалок.