Реферат : Расчет многокаскадного усилителя 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Реферат >> Радиоэлектроника


Расчет многокаскадного усилителя




Курсовая работа

по усилительным устройствам.

ВАРИАНТ № 7

Выполнил: ст.гр.04 - 414 Уткин С.Ю.

Проверил: Харламов А.Н.

ЭТАП №1

Исходные данные для расчета .

Еп=10 В; Rи=150 Ом; Rк=470 Ом; Rн=510; Сн=15 пФ ;Tмин=-30град; Тmax=50град;

Требуемая нижняя частота : Fн=50 кГц.

Используемый тип транзистора: КТ325В (Si ; N-P-N ; ОЭ)

Нестабильность коллекторного тока -

Параметры транзистора:

Граничная частота - Fгр = 800Мгц.

Uкбо(проб)=15В.

Uэбо(проб)=4В.

Iк(мах)=60мА.

Обратный ток коллектора при Uкб=15В : Iкбо<0.5мкА (при Т=298К).

Статический коэффициент усиления тока базы в схеме с ОЭ: h21=70…210.

Емкость коллекторного перехода: Ск<2.5пФ.(при Uкб=5В)

rкэ(нас.)=40 Ом.

Постоянная времени цепи обратной связи: к<125 нс.

Для планарного транзистора - технологический параметр = 6.3

Предварительный расчет.

Исходя из значений Еп и Rк , ориентировачно выберем рабочую точку с параметрами Uкэ=4В и Iкэ=1мА.

Типичное значение , для кремниевых транзисторов: Uбэ=0.65В.

Uкб=Uкэ-Uбэ = 3.35В

=2.857 пФ.

=275Ом - Объемное сопротивление базы.

Iб = Iкэ/H31 = 8.264e-6 - ток базы. Iэ = Iкэ - Iб = 9.9e-4 - ток эмиттера.

rэ = 26е-3/Iэ = 26.217 - дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода.

Параметр  = rэ/rб + 1/h21 = 0.103 (Нормированное относительно Fгр значение граничной частоты)

Для дальнейших расчетов по заданным искажениям в области нижних частот зададимся коэффициэнтами частотных искажений .

Пускай доля частотных искажений , вносимых на нижней частоте разделительным конденсатором Ср , окажеться в к=100 раз меньше чем конденсатором Сэ , тогда коэффициенты частотных искажений

равны: Мнр = 0.99 , а Мнэ = 0.71( Определяются по графику)

= 2.281е-8 Ф;- емкость разделительного конденсатора.

Оптимальное напряжение на эмиттере выбирается из условия :Uэ = Еп/3, это позволяет определить величину Rэ.

Rэ = =3.361е3 Ом;

=3.361В - Напряжение на эмиттере.

Rф=(Еп - Uкэ)/Iкэ - Rк - Rэ = 2.169е3 Ом;- сопротивление RC - фильтра в коллекторной цепи.

Применение Н.Ч. - коррекции позволяет использовать разделительный конденсатор меньшей емкости.

= 4.062е-9 Ф;- скорректированное значение разделительного конденсатора.

= 9.551е-10 Ф; - емкость фильтра в цепи коллектора.

= 7.889е-8 Ф;- Емкость эмиттера.

Расчет цепи делителя , обеспечивающей заданную температурную нестабильность коллекторного тока.

= 1.487е-6 А; - неуправляемый ток перехода коллектор-база.

=0.2 В; -сдвиг входных характеристик .

=3.813е-5 А. -ток делителя.

= 1.052e5 Ом

=1.291e5Ом

Номиналы элементов, приведенные к стандартному ряду.

Rф=2.2е3 Ом; Rэ=3.3е3Ом; Rб1=1е5Ом ; Rб2=1.3е5 Ом; Cр= 4е-9 Ф; Cф= 1е-9 Ф; Cэ=7е-8Ф;

Оценка результатов в программе «MICROCAB»

1. Оценка по постоянному току.

2.1А.Ч.Х. - каскада.

  1. А.Ч.Х. - по уровню 07.

Реализуемые схемой - верхняя частота - Fв = 2.3Мгц и коэффициент усиления К = 22Дб = 12.6

ЭТАП №2

Задание: Обеспечить за счет выбора элементов либо модернизации схемы

увеличение К в два раза(при этом Fв - не должно уменьшаться) и проверить правильность расчетов на Э.В.М.

РАСЧЕТ.

Требования к полосе частот и коэффициенту усиления:

К = 44Дб = 158 Fн =50 Кгц Fв =2.3Мгц

Uкб=Uкэ-Uбэ = 4.35В

=2.619 пФ.

=300Ом - Объемное сопротивление базы.

Оценка площади усиления и количества каскадов

в усилителе.

=8.954 е7 Гц - Максимальная площадь усиления дифференциального каскада.

Ориентировачное количество каскадов определим по номограммам ,

так как =39 , то усилитель можно построить на двух некорректированных каскадах.

Требуемая верхняя граничная частота для случая , когда N = 2 ( с учетом , что фn = =0.64)

Fв(треб)=Fв/фn = 3.574е6 Гц

Требуемый коэффициент усиления одного каскада К(треб)== 12.57

Требуемая нижняя граничная частота Fн(треб)=FнХфn =3.218e4

Реализуемая в этом случае площадь усиления =4.5е7 Гц

Расчет первого (оконечного) каскада.

Определим параметр = 1.989

Оптимальное значение параметра =0.055

Этому значению параметра соответствует ток эмиттера равный:

Iэ = =2мА

Соответственно Iкэ = = 2мА и Iб = = 1.5е-5 А .

rэ = = 14.341 Ом - дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода.

= 1.388е-11Ф; - емкость эмиттерного перехода.

= 1.75е3 Ом

= 3.562е-9 сек - постоянная времени транзистора.

= 0.008 - относительная частота.

Высокочастотные Y- параметры оконечного каскада.

= 0.061 См- Проводимость прямой передачи ( крутизна транзистора).

= 3е-14 Ф- Входная емкость транзистора .

= 5.02 е-11 Ф -Выходная емкость транзистора.

= 5.456 е-6 См - Проводимость обратной передачи.

= 5.027 е-4 См - Входная проводимость транзистора.

= 4.5е-11 Ф - Входная емкость транзистора.

Реализуемая в этом случае площадь усиления :

= 1.165е8 Гц

Заданный коэффициент усиления обеспечивается при сопротивлении коллектора:

= 347.43 Ом

Расчет элементов по заданным искажениям в области нижних частот.

= 3.294е-8 Ф;- емкость разделительного конденсатора.

Rэ = =1.68е3 Ом;

=3.077В - Напряжение на эмиттере.

Rф=(Еп - Uкэ)/Iкэ - Rк - Rэ = 704.5 Ом;- сопротивление RC - фильтра в коллекторной цепи.

Применение Н.Ч. - коррекции позволяет использовать разделительный конденсатор меньшей емкости.

= 1.088е-8 Ф;- скорректированное значение разделительного конденсатора.

= 7.87е--9 Ф; - емкость фильтра в цепи коллектора.

= 2.181е-7 Ф;- Емкость эмиттера.

Расчет цепи делителя , обеспечивающей заданную температурную нестабильность коллекторного тока.

=4.351е-5 А. -ток делителя.

= 8.566е4 Ом

=1.07е5 Ом

Расчет второго (предоконечного) каскада.

Реализуемая площадь усиления и параметр для предоконечного каскада.

=9е7 Гц =0.04

Этому значению параметра соответствует ток эмиттера равный:

Iэ = =3мА

Соответственно Iкэ = = 3мА и Iб = = 2.2е-5 А .

rэ = = 9.8 Ом - дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода.

= 2.03е-11Ф; - емкость эмиттерного перехода.

= 1.196е3 Ом

= 4.878е-9 сек - постоянная времени транзистора.

Высокочастотные Y- параметры предоконечного каскада.

= 0.083 См- Проводимость прямой передачи ( крутизна транзистора).

= 2.1е-14 Ф- Входная емкость транзистора .

= 6.8 е-11 Ф -Выходная емкость транзистора.

= 5.466 е-6 См - Проводимость обратной передачи.

= 1.909е3 См- Входная проводимость первого каскада.

Заданный коэффициент усиления обеспечивается при сопротивлении коллектора:

= 164.191 Ом

Расчет элементов по заданным искажениям в области нижних частот.

= 1.362е-8е-8 Ф;- емкость разделительного конденсатора.

Rэ = =1.247е3 Ом;

=3.33В - Напряжение на эмиттере.

Rф=(Еп - Uкэ)/Iкэ - Rк - Rэ = 459.2 Ом;- сопротивление RC - фильтра в коллекторной цепи.

Применение Н.Ч. - коррекции позволяет использовать разделительный конденсатор меньшей емкости.

= 3.58е-8 Ф;- скорректированное значение разделительного конденсатора.

= 1.5е-8 Ф; - емкость фильтра в цепи коллектора.

= 2.98е-7 Ф;- Емкость эмиттера.

Расчет цепи делителя , обеспечивающей заданную температурную нестабильность коллекторного тока.

=3.771е-5 А. -ток делителя.

= 1е5 Ом

=1.06е5 Ом

Номиналы элементов, приведенные к стандартному ряду.

Номиналы элементов первого каскада.

Rф=700 Ом; Rэ=1.6е3Ом; Rб1=8.5е4Ом ; Rб2=1е5 Ом; Cр= 1е-8 Ф; Cф= 8е-9Ф; Cэ=2е-7Ф; Rк=350 ;

Номиналы элементов второго каскада.

Rф=450 Ом; Rэ=1.3е3Ом; Rб1=1е5Ом ; Rб2=1е5 Ом; Cр= 2.6е-9Ф; Cф= 1.5е-8 Ф; Cэ=3е-7Ф; Rк=160 ;

Оценка входной цепи .

Определим коэффициент передачи входной цепи в области средних частот

и ее верхнюю граничную частоту.

Зададимся  = 0.2

= 1.124 - Коэффициент передачи входной цепи .

= 1.1е7 Гц

Верхняя граничная частота входной цепи значительно больше

верхней требуемой частоты каждого из каскадов.

При моделировании на ЭВМ учитывалось влияние входной цепи.

Оценка результатов в программе «MICROCAB»

  1. Оценка по постоянному току.

  1. А.Ч.Х. усилителя.

  1. А.Ч.Х. - по уровню -07.

Реализуемые схемой - верхняя частота Fв = 2.3Мгц , нижняя частота Fн = 50кГц

и коэффициент усиления К = 44Дб = 158 - полностью соответствуют заданным

требованиям по полосе и усилению.

FIN.

Похожие работы:

  • Расчет многочастотного усилителя низкой частоты

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... схемы, обоснование и расчет параметров и характеристик электронного устройства – многокаскадного усилителя низкой частоты, изложение ... Рабочий А.А., Методические указания к курсовой работе "Расчет многокаскадного усилителя низкой частоты" – Орел, 1998 –28 ...
  • Многокаскадный усилитель переменного тока с обратной связью

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... . В данной курсовой работе проводится проектирование многокаскадного усилителя переменного тока с обратной связью. При ... по следующим формулам: ; ; ; Расчет коэффициента усиления напряжения каскада 2.5 Расчет элементов цепи ООС ...
  • Расчет разностного усилителя (вычитателя) на ОУ

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... схемы 3. Расчет схемы электрической принципиальной разностного усилителя 3.1 Исходные данные 4. Расчет компенсационного ... . 1. ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ 1.1 Общие сведения Операционный усилитель (ОУ) – унифицированный многокаскадный усилитель постоянного тока, ...
  • Расчет усилителя на дискретных элементах

    Курсовая работа >> Промышленность, производство
    ... достаточно велико. Это позволяет в многокаскадном усилителе обойтись без специальных согласующих устройств между ... Принимаем KU1<1, KU2 ≥ 20, KU3 ≥ 6,5. Расчет выходного каскада В качестве выходного каскада выбираем ...
  • Усилители постоянного тока

    Реферат >> Радиоэлектроника
    ... обеспечивают необходимое напряжение в своих каскадах. В многокаскадном усилителе наблюдается последовательное повышение потенциала на эмиттере ... вида: Меньшую погрешность при расчете формула (4) обеспечи­вает для ДУ, работающего на ...
  • Усилитель широкополосный

    Реферат >> Радиоэлектроника
    ... 3. Расчет оконечного каскада 3.1 Расчет требуемого режима транзистора 3.1.1 Расчет параметров резистивного каскада 3.1.2 Расчет дроссельного ... обеспечения выходного сигнала. Структурную схему многокаскадного усилителя можно представить как Рисунок 2.1 - ...
  • Расчет элементов однокаскадного усилителя

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... 14 2.4 Расчёт элементов усилителя 2.5 Расчет емкостей конденсаторов Заключение Список ... усилители. 7. Избирательные усилители. 8. Апериодические усилители. Способы соединения (связи) каскадов зависят от многокаскадного усилителя. Так, в усилителях ...
  • Усилитель с обратной связью

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... точки 1.2.9 Расчет элементов повторителя 1.3 Расчет емкостных элементов 1.4 Расчет элементов обратной связи 1.5 Расчет реально ... курсового проектирования было проведено моделирование многокаскадного усилителя с отрицательной обратной связью в соответствии с ...
  • Усилитель мощности звуковой частоты

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... они являются выходными каскадами многокаскадных усилителей. Основной задачей усилителя мощности является выделение на ... усилителях звуковоспроизведения фазовые искажения Δφ в рабочем диапазоне частот не должны превышать 4,,,5°. Расчеты показывают ...