Реферат
Курсовая работа 29с., 12 рис., 3 табл., 2 источника.
УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД, ТРАНЗИСТОР, КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ, ЧАСТОТНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ, НАПРЯЖЕНИЕ, МОЩНОСТЬ, ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИЯ, СКВАЖНОСТЬ, КОРРЕКТИРУЮЩАЯ ЦЕПЬ, ОДНОНАПРАВЛЕННАЯ МОДЕЛЬ.
Целью данной работы является приобретение навыков аналитического расчёта усилителя по заданным требованиям.
В процессе работы производился расчёт параметров усилителя, анализ различных схем термостабилизации, были рассчитаны эквивалентные модели транзистора, рассмотрены варианты коллекторной цепи транзистора.
В результате работы получили принципиальную готовую схему усилителя с известной топологией и известными номиналами элементов.
Пояснительная записка выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2002.
СОДЕРЖАНИЕ
| 1.Введение | 5 |
| 2.Предварительный расчет усилителя | 6 |
| 2.1 Расчет рабочей точки | 6 |
| 3. Выбор транзистора | 8 |
| 4. Расчет схемы термостабилизации | 9 |
| 4.1 Эмиттерная термостабилизация | 9 |
| 4.2 Пассивная коллекторная термостабилизация | 11 |
| 4.3 Активная коллекторная термостабилизация | 12 |
| 5. Расчёт параметров схемы Джиаколетто | 13 |
| 6. Расчет высокочастотной индуктивной коррекции | 15 |
| 7. Промежуточный каскад | 17 |
| 7.1 Расчет рабочей точки. Транзистор VT2 | 17 |
| 7.1.1 Расчет высокочастотной индуктивной коррекции | 20 |
| 7.1.2 Расчет схемы термостабилизации | 21 |
| 7.2 Транзистор VT1 | 22 |
| 7.2.1 Расчет схемы термостабилизации | 24 |
| 8. Искажения вносимые входной цепью | 25 |
| 9. Расчет Сф, Rф, Ср | 26 |
| 10. Заключение | 28 |
| Литература | 29 |
Министерство образования Российской Федерации
Томский Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР)
Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)
Утверждаю
Зав. кафедрой РЗИ
_____В.И.Ильюшенко
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 2
на курсовое проектирование по дисциплине “Схемотехника АЭУ”
студенту гр.180 Курманову Б.А.
1. Тема проекта Импульсный усилитель
2. Сопротивление генератора Rг = 75 Ом.
3. Коэффициент усиления K = 25 дБ.
4. Длительность импульса 0,5 мкс.
5. Полярность "положительная".
6. Скважность 2.
7. Время установления 25 нс.
8. Выброс 5%.
9. Искажения плоской вершины импульса 5%.
10. Амплитуда 4В.
11. Полярность "отрицательная".
12. Сопротивление нагрузки Rн = 75 Ом.
13. Условия эксплуатации и требования к стабильности показателей усилителя 20 - 45 °С.
14. Срок сдачи проекта на кафедру РЗИ 10.05.2003.
15. Дата выдачи Задания 22.02.2003.
Руководитель проектирования _____________
Исполнитель ______________
Введение
Импульсные усилители нашли широкое применение. Особенно широко они применяются в радиотехнических устройства, в системах автоматики, в приборах экспериментальной физики, в измерительных приборах.
В зависимости от задач на импульсные усилители накладываются различные требования, которым они должны отвечать. Поэтому усилители могут различаться между собой как по элементной базе, особенностям схемы, так и по конструкции. Однако существует общая методика, которой следует придерживаться при проектировании усилителей.
Задачей представленного проекта является отыскание наиболее простого и надежного решения.
Для импульсного усилителя применяют специальные транзисторы, имеющие высокую граничную частоту. Такие транзисторы называются высокочастотными.
Итогом курсового проекта стали параметры и характеристики готового импульсного усилителя.
Предварительный расчет усилителя
Расчет рабочей точки
Исходные данные для курсового проектирования находятся в техническом задании.
Средне статистический транзистор даёт усиление в 20 дБ, по заданию у нас 25 дБ, отсюда получим, что наш усилитель будет иметь как минимум 
2 каскада. Однако исходя из условия разной полярности входного и выходного сигнала число каскадов должно быть нечетным, следовательно число каскадов составит 3.
Структурная схема многокаскадного усилителя представлена на рис.2.1
Рисунок 2.1 - Структурная схема усилителя
По заданному напряжению на выходе усилителя рассчитаем напряжение коллектор эмиттер и ток коллектора (рабочую точку).
Iко= 
Uкэо= 
Рассмотрим два варианта реализации схемы питания транзисторного усилителя: первая схема реостатный каскад, вторая схема дроссельный каскад.
Дроссельный каскад:
Схема дроссельного каскада по переменному току представлена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 - Схема дроссельного каскада
Rн=75 (Ом).
Расчетные формулы:
(2.1)
(2.2)
(2.3)
(2.4)
Исходя из формул 2.1 - 2.4 вычислим напряжение Uкэо и ток Iко.
Eп = Uкэо = 4В
Pвых = 
Вт
Pпотр = 
Вт
η = 
Резистивный каскад:
Схема резистивного каскада по переменному току представлена на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - Схема резистивного каскада
Rк=75(Ом), Rн=75 (Ом), Rн~=37,5 (Ом).
Исходя из формул 2.1 - 2.4 вычислим напряжение Uкэо и ток Iко.
Eп = Iко*Rк+Uкэо = 8,4В
Pвых = 
Вт
Pпотр = 
Вт
η = 
Результаты выбора рабочей точки двумя способами приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
| Eп, (В) | Iко, (А) | Uко, (В) | Pвых.,(Вт) | Pпотр.,(Вт) | PRк,(Вт) | η | |
| Rк | 8,4 | 0,0587 | 4 | 0,107 | 0,496 | 0,255 | 0,22 |
| Lк | 4 | 0,0293 | 4 | 0,107 | 0,117 | 0,91 |
Выбор транзистора
Выбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров:
1. PRк ≤ Pк доп*0,8
2. Iко ≤ 0,8*Iк max
3. fв(10-100) ≤ fт
4. Uкэо ≤ 0,8*Uкэ доп
Исходя из данных технического задания 
. Тогда верхняя граничная частота оконечного каскада:
(3.1)
fТ>(10..100) fв,
fT=140МГц.
Этим требованиям полностью соответствует транзистор 2Т602А. Параметры транзистора приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Параметры используемого транзистора
| Наимено-вание | Обозначение | Значения |
| Ск | Емкость коллекторного перехода | 4 пФ |
| Сэ | Емкость эмиттерного перехода | 25 пФ |
| Fт | Граничная частота транзистора | 150 МГц |
| Βо | Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ | 20-80 |
| Tо | Температура окружающей среды | 25оС |
| Iкбо | Обратный ток коллектор-база | 10 мкА |
| Iк | Постоянный ток коллектора | 75 мА |
| Тперmax | Температура перехода | 423 К |
| Pрас | Постоянная рассеиваемая мощность (без теплоотвода) | 0,85 Вт |
Далее рассчитаем выберем схему термостабилизации.
Промежуточный каскад
Транзистор VT1
В качестве транзистора VT1 используем транзистор КТ339А с той же рабочей точкой что и для транзистора VT2:
Iко= 5мА
Uкэо=10В
Возьмем Rк = 100 (Ом).
Рассчитаем параметры эквивалентной схемы для данного транзистора используя формулы 5.1 - 5.13 и 7.1 - 7.3.
Ск(треб)=Ск(пасп)* 
=2× 
=1,41 (пФ), где
Ск(треб)-ёмкость коллекторного перехода при заданном Uкэ0,
Ск(пасп)-справочное значение ёмкости коллектора при Uкэ(пасп).
rб= 
=17,7 (Ом); gб= 
=0,057 (Cм), где
rб-сопротивление базы,
-справочное значение постоянной цепи обратной связи.
rэ= 
= 
=6,54 (Ом), где
Iк0 в мА,
rэ-сопротивление эмитера.
gбэ= 
= 
=1,51(мСм), где
gбэ-проводимость база-эмитер,
-справочное значение статического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмитером.
Cэ= 
= 
=0,803 (пФ), где
Cэ-ёмкость эмитера,
fт-справочное значение граничной частоты транзистора при которой 
=1
Ri= 
=1000 (Ом), где
Ri-выходное сопротивление транзистора,
Uкэ0(доп), Iк0(доп)-соответственно паспортные значения допустимого напряжения на коллекторе и постоянной составляющей тока коллектора.
gi=1(мСм).
(Ом)
нс
– входное сопротивление и входная емкость нагружающего каскада.
(См)
- верхняя граничная частота при условии что на каждый каскад приходится по 0,75 дБ искажений. Данное значение fв удовлетворяет техническому заданию. Нет необходимости в коррекции.
Литература
1. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник/ А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др. Под редакцией А.В. Голомедова.-М.: Радио и Связь, 1989.-640с.
2. Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах. Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию для студентов радиотехнических специальностей / А.А. Титов, Томск: Том. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2002. - 45с.
Реферат
Курсовая работа 29с., 12 рис., 3 табл., 2 источника.
УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД, ТРАНЗИСТОР, КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ, ЧАСТОТНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ, НАПРЯЖЕНИЕ, МОЩНОСТЬ, ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИЯ, СКВАЖНОСТЬ, КОРРЕКТИРУЮЩАЯ ЦЕПЬ, ОДНОНАПРАВЛЕННАЯ МОДЕЛЬ.
Целью данной работы является приобретение навыков аналитического расчёта усилителя по заданным требованиям.
В процессе работы производился расчёт параметров усилителя, анализ различных схем термостабилизации, были рассчитаны эквивалентные модели транзистора, рассмотрены варианты коллекторной цепи транзистора.
В результате работы получили принципиальную готовую схему усилителя с известной топологией и известными номиналами элементов.
Пояснительная записка выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2002.
СОДЕРЖАНИЕ
| 1.Введение | 5 |
| 2.Предварительный расчет усилителя | 6 |
| 2.1 Расчет рабочей точки | 6 |
| 3. Выбор транзистора | 8 |
| 4. Расчет схемы термостабилизации | 9 |
| 4.1 Эмиттерная термостабилизация | 9 |
| 4.2 Пассивная коллекторная термостабилизация | 11 |
| 4.3 Активная коллекторная термостабилизация | 12 |
| 5. Расчёт параметров схемы Джиаколетто | 13 |
| 6. Расчет высокочастотной индуктивной коррекции | 15 |
| 7. Промежуточный каскад | 17 |
| 7.1 Расчет рабочей точки. Транзистор VT2 | 17 |
| 7.1.1 Расчет высокочастотной индуктивной коррекции | 20 |
| 7.1.2 Расчет схемы термостабилизации | 21 |
| 7.2 Транзистор VT1 | 22 |
| 7.2.1 Расчет схемы термостабилизации | 24 |
| 8. Искажения вносимые входной цепью | 25 |
| 9. Расчет Сф, Rф, Ср | 26 |
| 10. Заключение | 28 |
| Литература | 29 |
Министерство образования Российской Федерации
Томский Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР)
Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)
Утверждаю
Зав. кафедрой РЗИ
_____В.И.Ильюшенко
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 2
на курсовое проектирование по дисциплине “Схемотехника АЭУ”
студенту гр.180 Курманову Б.А.
1. Тема проекта Импульсный усилитель
2. Сопротивление генератора Rг = 75 Ом.
3. Коэффициент усиления K = 25 дБ.
4. Длительность импульса 0,5 мкс.
5. Полярность "положительная".
6. Скважность 2.
7. Время установления 25 нс.
8. Выброс 5%.
9. Искажения плоской вершины импульса 5%.
10. Амплитуда 4В.
11. Полярность "отрицательная".
12. Сопротивление нагрузки Rн = 75 Ом.
13. Условия эксплуатации и требования к стабильности показателей усилителя 20 - 45 °С.
14. Срок сдачи проекта на кафедру РЗИ 10.05.2003.
15. Дата выдачи Задания 22.02.2003.
Руководитель проектирования _____________
Исполнитель ______________
Введение
Импульсные усилители нашли широкое применение. Особенно широко они применяются в радиотехнических устройства, в системах автоматики, в приборах экспериментальной физики, в измерительных приборах.
В зависимости от задач на импульсные усилители накладываются различные требования, которым они должны отвечать. Поэтому усилители могут различаться между собой как по элементной базе, особенностям схемы, так и по конструкции. Однако существует общая методика, которой следует придерживаться при проектировании усилителей.
Задачей представленного проекта является отыскание наиболее простого и надежного решения.
Для импульсного усилителя применяют специальные транзисторы, имеющие высокую граничную частоту. Такие транзисторы называются высокочастотными.
Итогом курсового проекта стали параметры и характеристики готового импульсного усилителя.
Предварительный расчет усилителя
Расчет рабочей точки
Исходные данные для курсового проектирования находятся в техническом задании.
Средне статистический транзистор даёт усиление в 20 дБ, по заданию у нас 25 дБ, отсюда получим, что наш усилитель будет иметь как минимум 2 каскада. Однако исходя из условия разной полярности входного и выходного сигнала число каскадов должно быть нечетным, следовательно число каскадов составит 3.
Структурная схема многокаскадного усилителя представлена на рис.2.1
Рисунок 2.1 - Структурная схема усилителя
По заданному напряжению на выходе усилителя рассчитаем напряжение коллектор эмиттер и ток коллектора (рабочую точку).
Iко=
Uкэо=
Рассмотрим два варианта реализации схемы питания транзисторного усилителя: первая схема реостатный каскад, вторая схема дроссельный каскад.
Дроссельный каскад:
Схема дроссельного каскада по переменному току представлена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 - Схема дроссельного каскада
Rн=75 (Ом).
Расчетные формулы:
(2.1)
(2.2)
(2.3)
(2.4)
Исходя из формул 2.1 - 2.4 вычислим напряжение Uкэо и ток Iко.
Eп = Uкэо = 4В
Pвых = Вт
Pпотр = Вт
η =
Резистивный каскад:
Схема резистивного каскада по переменному току представлена на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - Схема резистивного каскада
Rк=75(Ом), Rн=75 (Ом), Rн~=37,5 (Ом).
Исходя из формул 2.1 - 2.4 вычислим напряжение Uкэо и ток Iко.
Eп = Iко*Rк+Uкэо = 8,4В
Pвых = Вт
Pпотр = Вт
η =
Результаты выбора рабочей точки двумя способами приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
| Eп, (В) | Iко, (А) | Uко, (В) | Pвых.,(Вт) | Pпотр.,(Вт) | PRк,(Вт) | η | |
| Rк | 8,4 | 0,0587 | 4 | 0,107 | 0,496 | 0,255 | 0,22 |
| Lк | 4 | 0,0293 | 4 | 0,107 | 0,117 | 0,91 |
Выбор транзистора
Выбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров:
1. PRк ≤ Pк доп*0,8
2. Iко ≤ 0,8*Iк max
3. fв(10-100) ≤ fт
4. Uкэо ≤ 0,8*Uкэ доп
Исходя из данных технического задания . Тогда верхняя граничная частота оконечного каскада:
(3.1)
fТ>(10..100) fв,
fT=140МГц.
Этим требованиям полностью соответствует транзистор 2Т602А. Параметры транзистора приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Параметры используемого транзистора
| Наимено-вание | Обозначение | Значения |
| Ск | Емкость коллекторного перехода | 4 пФ |
| Сэ | Емкость эмиттерного перехода | 25 пФ |
| Fт | Граничная частота транзистора | 150 МГц |
| Βо | Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ | 20-80 |
| Tо | Температура окружающей среды | 25оС |
| Iкбо | Обратный ток коллектор-база | 10 мкА |
| Iк | Постоянный ток коллектора | 75 мА |
| Тперmax | Температура перехода | 423 К |
| Pрас | Постоянная рассеиваемая мощность (без теплоотвода) | 0,85 Вт |
Далее рассчитаем выберем схему термостабилизации.
Расчет схемы термостабилизации
Дата: 2019-07-24, просмотров: 269.
