, (3.5.6)
, (3.5.7)
, (3.5.8)
, (3.5.9)
. (3.5.10)
В формулах 3.5.6-3.5.10 – это нормированная выходная ёмкость транзистора VT1. Нормировка произведена относительно выходного сопротивления VT1 и циклической частоты :
.
Получаем следующие пересчитанные значения:
Все величины нормированы относительно верхней циклической частоты и выходного сопротивления транзистораVT1. После денормирования получим следующие значения элементов КЦ:
мкГн;
Ом;
пФ;
пФ;
нГн.
При подборе номиналов индуктивность следует уменьшить на величину входной индуктивности транзистора. Нужно также отметить, что и стоят в коллекторной цепи входного каскада.
Найдём суммарный коэффициент передачи корректирующей цепи и транзистора VT2 в области средних частот по формуле [2]:
, (3.5.7)
где – коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования;
– нормированное относительно выходного сопротивления транзистора VT1 входное сопротивление каскада на транзисторе VT2, равное параллельному включению входного сопротивления транзистора и сопротивления базового делителя .
;
Ом;
.
Коэффициент усиления равен:
или дБ.
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 и . Расчёт такой цепи также можно найти в [4].
Рисунок 3.10
Табличные значения (искажения в области ВЧ не более ±0.5 дБ):
После денормирования получаем следующие величины:
нГн;
Ом;
пФ;
пФ;
нГн.
Индуктивность 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 на , которое находится по аналогичным формулам, и, взяв коэффициент усиления по мощности:
.
Нужно не забывать, что все нормированные величины в этом пункте нормированы относительно .
Ом;
Получим коэффициент усиления:
или дБ.
Неравномерность коэффициента усиления не превышает 1дБ. Таким образом, суммарные искажения в области ВЧ не превысят 2.5дБ.
Коэффициент передачи всего усилителя:
дБ.
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]
Рисунок 3.11
Рассчитаем сопротивление и ёмкость фильтра по формулам:
, (3.6.1)
где – напряжение питания усилителя равное напряжению питания выходного каскада;
– напряжение питания входного каскада;
– соответственно коллекторный, базовый токи и ток делителя входного каскада;
, (3.6.2)
где – нижняя граничная частота усилителя.
кОм;
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:
. (3.6.3)
мкГн.
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:
, (3.6.4)
где – допустимые искажения в разах.
нс.
Блокировочные ёмкости и можно рассчитать по общей формуле, взяв для каждой соответствующую крутизну.
. (3.6.5)
пФ;
пФ.
Величину разделительного конденсатора найдём по формуле:
, (3.6.6)
где – выходное сопротивление транзистора VT2.
пФ.
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.
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 |
Позиция Обозн. |
Наименование | Кол | Примечание | |||||||||||||
Конденсаторы ОЖ0.460.203 ТУ | ||||||||||||||||
С1 | КД-2-22пФ±5% | 1 | ||||||||||||||
С2 | КД-2-27пФ±5% | 1 | ||||||||||||||
С3 | КД-2-7,5пФ±5 | 1 | ||||||||||||||
С4 | КД-2-91пФ±5% | 1 | ||||||||||||||
C5 | КД-2-1,2пФ±5% | 1 | ||||||||||||||
С6 | КД-2-0,5пФ±5% | 1 | ||||||||||||||
С7 | КД-2-510пФ±5% | 1 | ||||||||||||||
С8 | КД-2-5,1пФ±5% | 1 | ||||||||||||||
С9 | КД-2-2,7пФ±5% | 1 | ||||||||||||||
Катушки индуктивности | 1 | |||||||||||||||
L1 | Индуктивность 11нГн±10% | 1 | ||||||||||||||
L2 | Индуктивность 1,75нГн±10% | 1 | Роль этой индуктивности выполняют выводы транзистора | |||||||||||||
L3 | Индуктивность 0,11мкГн±10% | 1 | ||||||||||||||
L4 | Индуктивность 51,5нГн±10% | 1 | ||||||||||||||
L5 | Индуктивность 20мкГн±10% | 1 | ||||||||||||||
L6 | Индуктивность 9,1нГн ±10% | 1 | ||||||||||||||
Резисторы ГОСТ 7113-77 | ||||||||||||||||
R1 | МЛТ–0,125-27Ом±10% | |||||||||||||||
R2 | МЛТ–0,125-2,4кОм±10% | 1 | ||||||||||||||
R3 | МЛТ–0,125-1,5кОм±10% | 1 | ||||||||||||||
R4 | МЛТ–0,125-1,3кОм±10% | 1 | ||||||||||||||
R5 | МЛТ–0,125-270Ом±10% | 1 | ||||||||||||||
R6 | МЛТ–0,125-1кОм±10% | 1 | ||||||||||||||
R7 | МЛТ–0,125-820Ом±10% | 1 | ||||||||||||||
R8 | МЛТ–0,125-560Ом±10% | 1 | ||||||||||||||
R9 | МЛТ–0,125-91Ом±10% | 1 | ||||||||||||||
Транзисторы | ||||||||||||||||
VT1 | КТ371А | 1 | ||||||||||||||
VT2 | КТ996Б-2 | 1 | ||||||||||||||
РТФ КП 468730.001 ПЗ | ||||||||||||||||
Лит | Масса | Масштаб | ||||||||||||||
Изм | Лист | Nдокум. | Подп. | Дата | АНТЕННЫЙ | |||||||||||
Выполнил | Размолодин | УСИЛИТЕЛЬ | У | |||||||||||||
Провер. | Титов | |||||||||||||||
Лист | Листов | |||||||||||||||
ТУСУР РТФ | ||||||||||||||||
Перечень элементов | Кафедра РЗИ | |||||||||||||||
гр. 148-3 |
Литература
Красько А.С., Проектирование усилительных устройств, методические указания
Титов А.А. Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах – referat/download/ref-2764.zip
Болтовский Ю.Г., Расчёт цепей термостабилизации электрического режима транзисторов, методические указания
Титов А.А., Григорьев Д.А., Расчёт элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на полевых транзисторах, учебно-методическое пособие
29-04-2015, 01:58