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: Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

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 УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

(ТУСУР)

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Пояснительная записка к курсовому

проекту по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств»

Выполнил

студент гр.148-3

______Галимов М.Р.

Проверил

преподаватель каф. РЗИ

______Титов А.А.

2001

РЕФЕРАТ

Курсовая работа 32с., 12рис., 5 источников, 1 приложение.

УСИЛИТЕЛЬ, ТРАНЗИСТОР, АЧХ, НЕРАВНОМЕРНОСТЬ АЧХ, КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ, РАБОЧИЙ ДИАПАЗОН ЧАСТОТ, ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИЯ, МОЩНОСТЬ, КОРРЕКТИРУЮЩАЯ ЦЕПЬ, НОРМИРОВАННАЯ ВЕЛИЧИНА.

В данной курсовой работе основной задачей является расчёт транзисторных усилителей, используя методические указания.

Цель работы- на конкретном примере научиться расчитывать усилители на транзисторах, используя при этом разные варианты схемных решений.

Пояснительная записка выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 7.0.

1. Техническое задание

Усилитель должен отвечать следующим требованиям:

1.       Рабочая полоса частот: 49-100 МГц

2.       Линейные искажения

в области нижних частот не более 2 дБ

в области верхних частот не более 2 дБ

3.       Коэффициент усиления 15 дБ

4.       Мощность выходного сигнала Pвых=10 Вт

5.       Сопротивление источника сигнала и нагрузки Rг=Rн=75 Ом

Содержание

1.Техническое задание......................................................................3

2.Введение..........................................................................................5

3.Расчётная часть…...........................................................................6

3.1 Определение числа каскадов ............................................…..6

3.2 Распределение линейных искажений в области ВЧ ........….6

3.3 Расчёт выходного каскада……………………………............6

3.3.1 Выбор рабочей точки..................................................6

3.3.2 Выбор транзистора......................................................9

3.3.3 Расчёт эквивалентной схемы

транзистора  ………………………………...........…..10

3.3.4 Расчёт цепей термостабилизации……………..….....12

3.3.5 Расчёт корректирующих цепей………………….….15

3.3.5.1 Выходная корректирующая цепь……………..…..15

3.3.5.2 Расчёт МКЦ……………………………………..….16

3.4 Расчёт предоконечного каскада……………………........…...18

3.4.1 Выбор рабочей точки……………………….........…..18

3.4.2 Выбор транзистора…………………………...........…19

3.4.3 Расчёт эквивалентной схемы

транзистора………………………………….........…..19

3.4.4 Расчёт цепей термостабилизации.………….........….20

           3.4.5 Расчёт МКЦ………….……………………..........…....20

3.5 Расчёт входного каскада……………………………......….….22

3.5.1 Выбор рабочей точки………………………......….…22

3.5.2 Выбор транзистора ...…….…………………..........…23

3.5.3 Расчёт цепей термостабилизации………….........…..23

3.5.4 Расчёт входной корректирующей цепи………….…23

3.6 Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей…………………………………………….............…25

4 Заключение……………………………….……………….…..29

Список используемой литературы…………….………………30

Приложение А.Схема электрическая принципиальная……...31

Перечень элементов……………………………………….……32

2.Введение

В данной курсовой работе требуется рассчитать усилитель мощности для 1-5 каналов TV. Этот усилитель предназначен для усиления сигнала на передающей станции, что необходимо для нормальной работы TV-приёмника, которого обслуживает эта станция. Так как мощность у него средняя (10 Вт), то применяется он соответственно на небольшие расстояния(в районе деревни, небольшого города).В качестве источника усиливаемого сигнала может служить видеомагнитофон, сигнал принятый антенной ДМВ и преобразованный в МВ диапазон. Так как усиливаемый сигнал несёт информацию об изображении, то для получения хорошего качества изображения на TV-приёмнике на усилитель налагаются следующие требования: равномерное усиление во всём  рабочем диапазоне частот; должен иметь большую мощность, что бы каждый приёмник, находящийся в зоне обслуживания этой станции, мог без помех просматривать вещаемые ей передачи. С экономической точки зрения должен обладать максимальным КПД.

Наиболее эффективное достижение требуемой мощности даёт использование мощного ВЧ трансформатора, который задаёт такой режим работы транзистора, при котором он даёт максимальную мощность. Для коррекции АЧХ усилителя используются разные приёмы: введение отрицательных обратных связей, применение межкаскадных корректирующих цепей. Так как проектируемый усилитель является усилителем мощности то введение ОС влечёт за собой потерю мощности в цепях ОС что снижает КПД и следовательно применять её в данном усилителе не целесообразно. Применение межкаскадных корректирующих цепей (МКЦ), значительно повышает КПД. В данном усилителе используется МКЦ 3-го порядка, так как она обладает хорошими частотными свойствами.

3. Расчётная часть

3.1 Определение числа каскадов.

При выборе числа каскадов примем во внимание то, что у мощного усилителя один каскад с общим эмиттером позволяет получать усиление до 6 дБ, а так как нужно получить 15 дБ оптимальное число каскадов данного усилителя равно трём, тогда, в общем, усилитель будет иметь коэффициент усиления  18 дБ (запас 3 дБ). 

3.2 Распределение линейных искажений в области ВЧ

Расчёт усилителя будем проводить исходя из того, что искажения распределены между каскадами равномерно. Как было определено ранее, количество каскадов проектируемого усилителя равно трём, а неравномерность усилителя по заданию не доложна превышать 2дБ. Следовательно,на каждый каскад приходится по 0,7 дБ.

3.3         Расчёт выходного каскада

3.3.1 Выбор рабочей точки

Для расчёта рабочей точки следует найти исходный параметр Uвых, который определяется по формулам:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                                              (3.3.1)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ    (3.3.2)

Так как выходное напряжение имеет большую величину между нагрузкой и выходным транзистором необходимо установить трансформатор импедансов на длинных линиях с коэффициентом трансформации 1/9 [1]. Тогда исходные параметры примут следующие значения :

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                          (3.3.3)

При дальнейшем расчете, нужно выбрать по какой схеме будет выполнен каскад: с дроссельной или резистивной нагрузкой. Рассмотрим обе схемы и выберем ту, которую наиболее целесообразно применить.

А) Расчёт каскада с резистивной нагрузкой:

Схема резистивного каскада  по переменному току представлена на рисунке 3.3.1

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Рисунок 3.3.1 Схема каскада с резистивной нагрузкой по переменному току

Так как нагрузкой каскада по переменному току является резистор, включенный в цепь коллектора - Rк и Rн, при чём Rк выбирается равный Rн, то эквивалентное сопротивление - Rэкв, на которое работает транзистор, будет равным Rн/2.  Тогда:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ=3.25 (А)            (3.3.4)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                    (3.3.5)

   Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                   (3.3.6)

где Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ - остаточное напряжение на коллекторе и равно 2 В, тогда: Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Напряжение питания выбирается равным Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ плюс напряжение которое падает на Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Построим нагрузочные прямые по постоянному и переменному току. Они приведены на рисунке 3.3.2.

                                            I, А

                                 8.2

                                  5.5

                                                               R~

                                 3.6

                                                            R_

                                                                   15                           30                 50   U, В

Рисунок 3.3.2. Нагрузочные прямые по постоянному и переменному току.

Произведём рассчёт мощностей: потребляемой и рассеиваемой на коллекторе, используя следующие формулы:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ         (3.3.7)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                 (3.3.8) 

Б) Расчёт дроссельного каскада:

Схема дроссельного каскада по переменному току представлена на рисунке 3.3.3.

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Рисунок 3.3.3. Схема дросельного каскада.

В дроссельном каскаде нагрузкой по переменному току является непосредственно нагрузочное сопртивление Rн.:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                       

Подставляя полученные значения в формулы (3.3.4)-(3.3.6), получим:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ   

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Построим нагрузочные прямые по постоянному и переменному току. Они представлены на рисунке 3.3.4.

                                        I, А

                                                                R_

                                         R~  

                              1.8

                                                                15                             28         U, В

Рисунок 3.3.4 - Нагрузочные прямые по постоянному и переменному току.

Произведём расчёт мощности по формулам (3.3.7), (3.3.8) :

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Анализируя полученные результаты можно прийти к выводу, что целесообразней использовать дроссельный каскад, так как значительно  снижаются потребляемая  мощность и величина питающего напряжения.

3.3.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров[2]:

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

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

2.          предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

6.            предельно допустимого тока коллектора

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

4.            предельной мощности, рассеиваемой на коллекторе

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.

Этим требованиям полностью соответствует транзистор КТ930Б. Его основные технические характеристики взяты из справочника [3] и приведены ниже.

Электрические параметры:

1.            Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ Усилитель мощности 1-5 каналов ТВМГц;

2.            Постоянная времени цепи обратной связи  при Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ В Усилитель мощности 1-5 каналов ТВпс;

3.            Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

4.            Ёмкость коллекторного перехода при Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ В Усилитель мощности 1-5 каналов ТВпФ;

5.            Индуктивность вывода базы Усилитель мощности 1-5 каналов ТВнГн;

6.            Индуктивность вывода эмиттера Усилитель мощности 1-5 каналов ТВнГн.

Предельные эксплуатационные данные:

1.            Постоянное напряжение коллектор-эмиттер Усилитель мощности 1-5 каналов ТВВ;

2.            Постоянный ток коллектора Усилитель мощности 1-5 каналов ТВА;

3.            Постоянная рассеиваемая мощность коллектора Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ Вт;

3.3.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора

Существует много разных моделей транзистора. В данной работе произведён расчёт моделей: схемы Джиаколетто и однонаправленной модели на ВЧ.

А)   Расчёт схемы Джиакалетто:

Схема Джиакалетто представлена на рисунке 3.3.5.

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Рисунок 3.3.5 Схема Джиакалетто.

Найдем при помощи постоянной времени цепи обратной связи сопротивление базового перехода по формуле:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВУсилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                     (3.3.9)

     При чём Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ и Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ доложны быть измерены при одном напряжении Uкэ. А так как справочные данные приведены при разных напряжниях, необходимо воспользоваться формулой, которая позволяет вычислить Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ при любом значении напряжения Uкэ:   

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,                             (3.3.10)

в нашем случае:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Подставим полученное значение в формулу (3.3.9):

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, тогда Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

    Используя формулу (3.3.10), найдем значение коллекторной емкости в рабочей точке :

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Найдем значения остальных элементов схемы:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,                                                           (3.3.11)

     где

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ            (3.3.12)

- сопротивление эмиттеного перехода транзистора. Тогда: Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Емкость эмиттерного перехода: Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Выходное сопротивление транзистора:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                                                                   (3.3.13)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                                                          (3.3.14)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                          (3.3.15)

Б) Расчёт однонаправленной модели на ВЧ:

Схема однонаправленной модели на ВЧ представлена на рисунке 3.3.6. Описание этой модели можно найти в журнале [4].

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Рисунок 3.3.6 Схема однонаправленной модели на ВЧ

Параметры эквивалентной схемы рассчитываются по приведённым ниже формулам.

Входная индуктивность:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,                  (3.3.16)                                                               

где Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ-индуктивности выводов базы и эмиттера, которые берутся из справочных данных.

Входное сопротивление:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,                                               (3.3.17)                                                                                   

Выходное сопротивление имеет такое же значение, как и в схеме Джиакалетто:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.                                                                                 

Выходная ёмкость- это значение ёмкости  Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ вычисленное в рабочей точке:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.                                                       

3.3.4 Расчёт цепей термостабилизации

При расчёте цепей термостабилизации нужно для начала выбрать вариант схемы. Существует несколько вариантов схем термостабилизации: пассивная коллекторная, активная коллекторная и эмиттерная. Их использование зависит от мощности каскада и от того, насколько жёсткие требования к термостабильности. В данной работе рассмотрены две схемы: эмиттерная и активная коллекторная стабилизации. 

       3.3.4.1 Эмиттерная термостабилизация

Эмиттерная стабилизация применяется в основном в маломощных каскадах, и получила наиболее широкое распространение. Схема эмиттерной термостабилизации приведена на рисунке 3.3.7. Произведём упрощённый расчёт этой схемы [2].

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Рисунок 3.3.7 Принципиальная схема эмитерной термостабилизации

Расчёт производится по следующей схеме:

1.Выбираются напряжение эмиттера Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ и ток делителя Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ (см. рис. 3.4), а также напряжение питания Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

2. Затем рассчитываются Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.

Напряжение эмиттера Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ выбирается равным порядка Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ. Ток делителя Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ выбирается равным Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, где Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ- базовый ток транзистора и вычисляется по формуле:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(мА);                                         (3.3.18) 

Тогда:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ А                               (3.3.19)      

Учитывая то, что в коллекторной цепи отсутствует резистор, то напряжение питания рассчитывается по формуле: Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(В) ;                                        (3.3.20)      

Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ   Ом;                                                         (3.3.21)               

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ (Ом);                               (3.3.22)     

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ (Ом);             (3.3.23)    

Данная методика расчёта не учитывает напрямую заданный диапазон температур окружающей среды, однако, в диапазоне температур от 0 до 50 градусов для расчитанной подобным образом схемы, результирующий уход тока покоя транзистора, как правило, не превышает (10-15)%, то есть схема имеет вполне приемлимую стабилизацию [2].                                                                 

3.3.4.2 Активная коллекторная термостабилизация

Активная коллекторная термостабилизация используется в мощных каскадах и является достаточно эффективной, её схема представлена на рисунке 3.3.

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Рисунок 3.3.8  Схема активной коллекторной термостабилизации.

В качестве VT1 возьмём КТ814А. Выбираем падение напряжения на резисторе Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ из условия Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(пусть Усилитель мощности 1-5 каналов ТВВ), тогда Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ. Затем производим  расчёт по формулам [6]:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                                                                   (3.3.24)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                                                              (3.3.25)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                                                         (3.3.26)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                                                            (3.3.27)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,                                                                            (3.3.28)

где Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ - статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ транзистора КТ814;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                                                            (3.3.29)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                                                         (3.3.30)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.                                                                       (3.3.31)

Получаем следующие значения:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(Ом);

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(мА);

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(В);

         Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(А);

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(А);

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(Ом);

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(кОм);

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ (Ом)

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.

Как было сказано выше, эмиттерную термостабилизацию в мощных каскадах применять “невыгодно” так как на резисторе, включённом в цепь эмиттера, расходуется большая мощность, поэтому в нашем случае необходимо выбрать активную коллекторную стабилизацию.

 

3.3.5 Расчёт корректирующих цепей

3.3.5.1 Расчёт выходной корректирующей цепи

Расчёт всех КЦ производится в соответствии с методикой описанной в [5]. Схема выходной корректирующей цепи представлена на рисунке 3.3.9.

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Рисунок 3.3.9 Схема выходной корректирующей цепи

Найдём Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ- выходное сопротивление транзистора нормированное относительно Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ и Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                                                 (3.3.32)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.

Теперь, по таблице приведённой в [4], найдём ближайшее к рассчитанному значение Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ и выберем соответствующие ему нормированные величины элементов КЦ: Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ и Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, а также Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ-коэффициент, определяющий величину ощущаемого сопротивления нагрузки Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ и модуль коэффициента отражения Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Найдём истинные значения элементов по формулам:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                                                                  (3.3.33)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                                                                  (3.3.4)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.                                                                                    (3.3.35)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(нГн);

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(пФ);

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

3.3.5.2 Расчёт межкаскадной  КЦ

В данном усилителе имеются две МКЦ: между выходным и предоконечным каскадами и между предоконечным и входным каскадами. Это корректирующие цепи третьеого порядка. Цепь такого вида обеспечивает реализацию усилительного каскада с равномерной АЧХ и частотными искажениями  лежащих в пределах допустимых отклонений [5].

Расчёт межкаскадной корректирующей цепи, находящейся между выходным и предоконечными каскадами:

Принципиальная схема МКЦ представлена на рисунке 3.3.10

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ 

Рисунок 3.3.10. Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка

При расчёте используются однонаправленные модели на ВЧ выходного и предоконечного транзисторов. Возникает задача: выбор предоконечного транзистора. Обычно его выбирают ориентировочно, и если полученные результаты будут удовлетворять его оставляют.

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Для нашего случая возьмём транзистор КТ930А, который имеет следующие эквивалентные параметры [3]:

При расчёте будут использоваться коэффициенты: Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ , значения которых берутся из таблицы [5] исходя из заданной неравномерности АЧХ. В нашем случае они соответственно равны: 2.31, 1.88, 1.67. Расчет заключается в нахождении нормированных значений:Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ и подставлении их в соответствующие формулы, из которых находятся нормированные значения элементов и преобразуются  в действительные значения.

Итак, произведём расчёт, используя следующие формулы:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,                                            (3.3.36)            

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,                                                         (3.3.37)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ= Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                                          (3.3.38)

- нормированные значения Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.

Подставим исходные параметры и в результате получим:

   Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Зная это, рассчитаем следующие коэффициенты:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;            

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

получим:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Отсюда найдем нормированные значения Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, и Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

где         Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                       (3.3.39)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                          (3.3.40)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.                      (3.3.41)    

При расчете получим:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

и в результате:                                                                                                           

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                (3.3.42)           

Рассчитаем дополнительные параметры:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                           (3.3.43)                         

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ          (3.3.44)                                               

где S210- коэффициент передачи оконечного каскада.

Для выравнивания АЧХ в области нижних частот используется резистор Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, рассчитываемый по формуле:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                                                               (3.3.45)

Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:     

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,        Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,             (3.3.46)                       

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВУсилитель мощности 1-5 каналов ТВ

 На этом расчёт выходного каскада закончен и можно приступить к предоконечному каскаду.

3.4         Расчёт предоконечного каскада

3.4.1Выбор рабочей точки

При расчёте режима предоконечного каскада условимся что питание всех каскадов осуществляется от одного источника напряжения с номинальным значением Eп. Так как Eп=Uк0, то соответственно Uк0 во всех каскадах берётся одинаковое то есть Uк0(предоконечного к.)=Uк0(выходного к).   Мощность, генерируемая предоконечным каскадом доложна быть в коэффициент усиления выходного каскада вместе с МКЦ(S210) раз меньше, следовательно, и Iк0, будет во столько же раз меньше. Исходя из вышесказанного координаты рабочей точки примут следующие значения: Uк0= 15 В; Iко=1.8/2.23= 0.8 А. Мощность, рассеиваемая на коллекторе Pк= Uк0 Iк0=12 Вт.

3.4.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора был произведён в пункте 3.3.5.2 его название КТ930А. Этот транзистор так же отвечает требованиям, приведенных в пункте 3.3.2. Его основные технические характеристики взяты из справочника [3] и приведены ниже.

Электрические параметры:

1.    граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ Усилитель мощности 1-5 каналов ТВМГц;

2.    Постоянная времени цепи обратной связи Усилитель мощности 1-5 каналов ТВпс ;

3.    Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

4.    Ёмкость коллекторного перехода при  Усилитель мощности 1-5 каналов ТВВ Усилитель мощности 1-5 каналов ТВпФ;

5.    Индуктивность вывода базы Усилитель мощности 1-5 каналов ТВнГн;

6.    Индуктивность вывода эмиттера Усилитель мощности 1-5 каналов ТВнГн.

Предельные эксплуатационные данные:

1.    Постоянное напряжение коллектор-эмиттер Усилитель мощности 1-5 каналов ТВВ;

2.    Постоянный ток коллектора Усилитель мощности 1-5 каналов ТВА;

3.4.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора

Так как при расчётах схема Джокалетто не используется, то достаточно будет расчитать однонаправленную модель на ВЧ. Эквивалентная схема замещения транзистора имеет тот же вид, что и схема, представленная на рисунке 3.3.6. Расчёт её элементов производится по формулам, приведённым в пункте 3.3.3.

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВнГн;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВпФ;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВОм

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВОм;

3.4.4 Расчёт цепи термостабилизации

Как было сказано в пункте 3.3.4.2., для данного усилителя предпочтительней выбрать во всех каскадах активную коллекторную термостабилизацию.  Принципиальная схема её представлена на рисунке 3.3.8. Расчёт производится аналогично расчёту выходного каскада. Отличием является лишь то, что коллекторный ток Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ будет иметь другое значение.

В качестве VT1 возьмём транзистор КТ361А так как требуется меньшее рассеивание энергии чем в выходном каскаде. H21 транзистора КТ 361, используемое в ниже приведённых формулах равно H21=50. Выбираем падение напряжения на резисторе Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ из условия Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ(пусть Усилитель мощности 1-5 каналов ТВВ), тогда Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ. В результате получаем следующие значения:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВОм;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВА;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВВ;

         Усилитель мощности 1-5 каналов ТВА;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВА;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВОм;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВкОм.

        Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ Ом

 На этом расчёт термостабилизации закончен.

 

3.4.5. Расчёт межкаскадной  КЦ

 Расчёт межкаскадной корректирующей цепи, расположенной между вторым и первым каскадом производится аналогично расчёту приведённому в пункте 3.3.5.2. Принципиальная схема МКЦ представлена на рисунке 3.4.1

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ 

Рисунок 3.4.1. Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

В качестве входного транзистора возьмём КТ 930А. Его параметры, необходимые для расчёта имеют следующие значения:      

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Далее подставляя параметры транзисторов: VT 1 и VT  2 в соответствующие формулы получим следующие значения:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,                                                                         

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ= Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ - нормированные значения Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.

   Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                                                                    

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

получим:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Отсюда найдем нормированные значения Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, и Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

где         Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                                                             

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.

При расчете получим:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

и в результате:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Рассчитаем дополнительные параметры:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                                              

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                                   

где S210- коэффициент передачи предоконечного каскада.

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                                                              

Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:     

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,        Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,                                    

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

 Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

 На этом расчёт предоконечного каскада закончен и можно приступить к входному каскаду.

3.5 Рассчёт входного каскада по постоянному току

3.5.1 Выбор рабочей точки

Выбор рабочей точки входного каскада производится анологично предыдущим  каскадам, то есть Uко берётся тем же самым а Iко в коэффициент усиления раз предоконечного каскада вместе с МКЦ( S210) меньше. Тогда координаты рабочей точки примут следующие значения: Uк0= 15 В; Iко=0.8/3.131=0.26 А.

3.5.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора был осуществлён при расчёте МКЦ, его название КТ 930А. Его основные технические характеристики приведены в пункте 3.4.2.

3.5.3 Расчёт цепи термостабилизации

Для входного каскада также выбрана активная коллекторная  термостабилизация, и расчёт производится в соответствии с методикой расписанной в пункте 3.3.4.1.

В качестве VT1 возьмём тот же транзистор КТ361А.

 Усилитель мощности 1-5 каналов ТВОм;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВА;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВВ;

         Усилитель мощности 1-5 каналов ТВА;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВА;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВОм;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВкОм.

        Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ Ом

 На этом расчёт термостабилизации закончен.

        3.5.4 Расчёт входной КЦ

Принципиальная схема входной корректирующей цепи представлена на рисунке  3.5.1.

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Рисунок 3.5.1 Схема входной корректирующей цепи

Методика расчёта  входной корректирующей цепи аналогична методике расчёта МКЦ, о которой написано в пункте   . Здесь Rвых есть выходное сопротивлние генератора, а Cвых его ёмкость. Подставим эти значения в соответствующие формулы и получим исходные параметры цепи:  

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,                                                                         

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ= Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ - нормированные значения Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.

Подставим исходные параметры и в результате получим:

   Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Зная это, рассчитаем следующие коэффициенты:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;                                                                                    

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

получим:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Отсюда найдем нормированные значения Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, и Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

где         Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ;

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.

При расчете получим:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

и в результате:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Рассчитаем дополнительные параметры:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                                              

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                                     

где S210- коэффициент передачи оконечного каскада.

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ                                                                              

Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:     

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,        Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ, Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,                                    

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

 Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

       На этом расчёт водного каскада закончен.

3.6 Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей

        В данном усилителе имеются три блокировочные ёмкости, которые стоят в цепях коллекторной стабилизации, и необходимы для того чтобы термостабилизация не влияла на режим работы усилителя по переменному току. Блокировочные ёмкости С4, С9, С14 рассчитываются из условия, что их сопротивление на нижней частоте в десять раз меньше сопротивления R2 в цепи коллекторной стабилизации (рисунок 3.3.8). То есть:

1/WнCбл=R2/10

отсюда

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ,                              (3.6.1)                                           

Для расчёта блокировочной ёмкости, стоящей в выходном каскаде, R2=200Ом тогда:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Для расчёта блокировочной ёмкости, стоящей в предоконечном каскаде, R2=456Ом тогда:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Для расчёта блокировочной ёмкости, стоящей во входном каскаде, R2=1400Ом тогда:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

Так же в усилителе имеются три конденсатора фильтра : С5, С10, С15,. которые стоят паралельно R4(рисунок 3.3.8) по переменному току. Их роль не пропустить переменную составляющую на источник питания. Их рассчёт производится аналогично блокировочным емкостям, разница лишь в том что в формуле (3.6.1) вместо R2 ставится R4. Исходя из этого, получим следующие значения:

При расчёте ёмкости, стоящей в выходном каскаде(С14), R4=0.6Ом тогда:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

При расчёте ёмкости, стоящей в предоконечном каскаде(С9), R4=1.25Ом тогда:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

При расчёте ёмкости, стоящей во входном каскаде(С4), R2=3.85Ом тогда:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

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

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ.                                                                        (3.6.2)

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВмкГн.

В данном устлителе имеется четыре разделительных конденсатора, которые препятствуют прохождению постоянной составляющей от одного каскада к другому. Нижняя граничная частота усилителя определяется влиянием разделительных и блокировочных емкостей Эти конденсаторы вносят искажения на низких частотах, а так как искажения усилителя по заданию не доложны превышать 2 дБ, то каждый конденсатор должен вносить искажения не более 0.5 дБ. Номинал разделительных емкостей можно определить из соотношения [2]:

 Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ  ;         (3.6.3)

Где R1 иR2 эквивалентные сопротивления, находящиеся по обеим сторонам конденсатора;Yн-заданная неравномерность АЧХ на НЧ, измеряемая в разах.

В нашем случае Yн=0.5 дБ или 1.01 в разах.

При расчёте Ср, разделяющего нагрузку и выходной каскад R1и R2 соответственно равны R1=R2=8Ом тогда:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

При расчёте Ср, разделяющего выходной и предоконечный каскад каскад R1и R2 соответственно равны R1=8Ом, R2=390Ом тогда:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

При расчёте Ср, разделяющего предоконечный и входной каскад R1и R2 соответственно равны R1=8 Ом, R2=360Ом тогда:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

При расчёте Ср, разделяющего входной каскад и источник сигнала R1и R2 соответственно равны R1=75Ом, R2=680Ом тогда:

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

4. Заключение

В результате проделанной работы был рассчитан усилитель который имеет следующие технические характеристики:

1. Рабочая полоса частот: 49-100 МГц

2. Линейные искажения

в области нижних частот не более 2 дБ

в области верхних частот не более 2 дБ

3. Коэффициент усиления 18 дБ

4. Мощность выходного сигнала Pвых=10 Вт

5. Питание однополярное, Eп=16 В

Усилитель рассчитан на нагрузку Rн=75 Ом и работает от генератора с выходным сопротивлением Rг=75 Ом.

Усилитель имеет запас по усилению 3дБ, что позволяет усилителю работать с коэффициентом усиления не ниже заданного при изменении параметров элементов в результате старения.

Литература

1. Проектирование радиопередающих устройств./ Под ред. О.В. Алексеева. - М.: радио и связь, 1987.-392с.

2. Красько А.С., Проектирование усилительных устройств, методические указания. - Томск: ТУСУР, 1990г-23с.

3. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник / Под ред. Горюнов Н.Н. - 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1985.-903с.

4. Титов А.А., Бабан Л.И., Черкашин М.В. Расчет межкаскадной согласующей цепи транзисторного полосового усилителя мощности/ Электронная техника    СЕР, СВЧ - техника. - 2000. - вып. 1-475с.

5. Титов А.А. Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах - http://referat.ru/download/ref-2764.zip

6.  Цыкин Г.С. Усилительные устройства.-М.: Связь, 1971.-367с.

Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ

 
РТФ КП 468740.001 ПЗ
Лит Масса Масштаб
Изм Лист Nдокум. Подп. Дата      
Выполнил Галимов         УCИЛИТЕЛЬ
Проверил Титов           МОЩНОСТИ
Лист Листов
ТУСУР РТФ
Принципиальная Кафедра РЗИ
Схема гр. 148-3
Поз. Обозна- Чение  Наименование  Кол.  Примечание

Транзисторы

VT1 КТ930А 1

VT2 КТ361 1

VT3 КТ930А 1

VT4 КТ361 1

VT5 КТ930Б 1

VT6 КТ814 1

Конденсаторы

С1 КД-2-47пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С6 КД-2-80пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С11 КД-2-70пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

 С16 КД-2-145пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С2 КД-2-30пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С3 КД-2-48пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С4 КД-2-27пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С5 КД-2-8нФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С9, КД-2-70пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С10 КД-2-0.027мкФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С14 КД-2-150пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

 С15 КД-2-0.47мкФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С7 КД-2-390пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С8 КД-2-130пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С12 КД-2-330пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С13 КД-2-150пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

С17 КД-2-150пФ ±5% ОЖО.460.203 ТУ 1

Катушки индуктивности

L1 Индуктивность 62нГн ±5% 1

L2, L4, L6 Индуктивность 20мкГн ±5% 3

РТФ КП 468740.001 ПЗ

Лит Масса Масштаб

Изм Лист Nдокум. Подп. Дата

Выполнил Галимов УСИЛИТЕЛЬ

Провер. Титов МОЩНОСТИ

Лист Листов

ТУСУР РТФ

Перечень элементов Кафедра РЗИ

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: 18.08.10 | [ + ]   [ - ]  
Просмотров: 155
Загрузок: 0
Рекомендуем
{dnmbottom}
БАНК РЕФЕРАТОВ содержит более 70 000 рефератов, курсовых, контрольных работ, сочинений и шпаргалок.