реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Усилитель многоканальной системы передачи

Усилитель многоканальной системы передачи

|Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций |

|им.проф. М.А.Бонч-Бруевича |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

|КУРСОВОЙ ПРОЕКТ |

|“Усилитель многоканальной системы передачи” |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

|Студент: Зайцев П.Ю. |

|Группа: МВ-75 |

|Проверил: |

|Друзина Н.Р. |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

|Санкт-Петербург 1999 |

1.1 Введение.

Данное курсовое проектирование заключается в теоретической реализации

многокаскадного усилителя по заданным параметрам. Проектирование следует

начать с эскизного расчета усилителя.

1. Эскизный расчет усилителя (п.2).

Выбрать транзистор выходного каскада (п.2.2).

Рассчитать режим работы выходного каскада (п.2.2).

Рассчитать требуемую глубину ОС F (п.2.3).

Выбрать транзисторы предварительных каскадов и рассчитать коэффициент

трансформации входного трансформатора n` (п.2.4).

Рассчитать число каскадов усилителя N (п.2.4).

Проверить выполнение условия стабильности коэффициента усиления и

уточнить глубину ОС (п.2.5) .

2. Построение и расчет цепи усиления (К – цепи) по постоянному току (п.3).

Построить схему К – цепи усилителя (п.3.1, 3.2).

Выбрать режим работы транзисторов предварительных каскадов и нанести

выбранные токи и напряжения в цифрах на схему К – цепи (п.3.2).

Рассчитать сопротивления резисторов схемы (п.3.2).

Выполнить расчет нестабильности режима работы схемы (п.3.3).

3. Расчет коэффициентов усиления и параметров АЧХ (п.4.).

Рассчитать коэффициенты усиления каскадов и общий коэффициент усиления.

Уточнить число каскадов.

Рассчитать частоты полюсов передаточной функции К – цепи. Уточнить типы

транзисторов предварительных каскадов.

4. Расчет пассивных узлов структурной схемы усилителя (п.5).

Выбрать и рассчитать входную и выходную цепи.

Рассчитать элементы цепи ОС.

5. Расчет и построение характеристик передачи по петле ОС (п.6).

Рассчитать высокочастотного обхода и асимптотические потери Ат (п.6.2).

Построить ЛАХ Т(f) оптимального среза и сделать вывод о достаточной

глубине ОС при выбранных запасах устойчивости (п.6.3).

6. Составление принципиальной схемы усилителя, выводы по результатам

проектирования (п.7).

3 Задание параметров.

Вариант задания параметров берем из таблицы П.4.I. приложения 4 в

методических указаниях по курсовому проектированию.

Т.о. вариант № 34, Р2 = 60 мВт. R2 = 150 Ом. R1 = 150 Ом. Rвх F = 150 Ом.

Rвых F = 150 Ом. KF = 60. SF = 0,5 дБ. fн = 6 кГц. fв = 0,28 МГц. kГF =

0,04%. E0 = -24В. tc maz = +40 0C.

Для более наглядоного вида приведем все выше заданные технические

параметры в виде таблицы:

Таблица № П.1.2.

|№ |Величина |Вид |Значение |Единицы |

| | | | |измерения |

|1 |Выходная мощность |Р2 |60 |мВт |

|2 |Входное |R1 |150 |Ом |

| |сопротивление | | | |

|3 |Выходное |R2 |150 |Ом |

| |сопротивление | | | |

|4 |Входное |R1 F |150 |Ом |

| |сопротивление с ОС | | | |

|5 |Выходное |R2 F |150 |Ом |

| |сопротивление с ОС | | | |

|6 |Коэффициент усиления|КF |60 | |

| |с ОС | | | |

|7 |Результирующая |SF |0,5 |дБ |

| |нестабильность | | | |

| |коэффициента | | | |

| |усиления с ОС | | | |

|8 |Частота нижнего |fH |6 |КГц |

| |среза | | | |

|9 |Частота верхнего |fВ |0,28 |МГц |

| |среза | | | |

|10 |Коэффициент гармоник|kГF |0,04 |% |

|11 |Напряжение питания |Е0 |-24 |В |

|12 |Максимально |tc max |+40 |t0C |

| |допустимая | | | |

| |температура | | | |

| |переходов | | | |

Эскизный расчет.

1 Структурная схема усилителя с одноканальной обратной связью.

Коэффициент усиления усилителя с глубокой одноканальной обратной связью

(рис. 2.1) определяется параметрами пассивных цепей.

[pic]. (2.1)

Структурная схема усилителя без цепи ОС (цепь усиления) показана на рис 2.2

Цепь усиления должна коэффициент усиления, достаточный для получения

заданного значения КF и необходимо значения глубины ОС F. Цепь усиления

содержит 2 – 4 каскада и функционально разделяется на выходной каскад и

предварительные каскады усиления.

Цепь ОС представляет собой пассивный 4-х полюсник с вносимым коэффициентом

передачи В0. Нагрузкой цепи ОС является сопротивление входного

шестиполюсника на зажимах 6-6 R`г. (рис. 2.1), а эквивалентным генератором

с внутренним сопротивлением R``г – выходной шестиполюсник. (на зажимах 5-

5).

2 Выбор транзисторов и расчет режима работы.

Расчет усилителя принято вести, начиная с выходного каскада. Он выполняется

по однотактной трансформаторной схеме (рис. 2.3), которой транзистор

включается по схеме с общим эмиттером, имеющей наибольшей коэффициент

усиления мощности, и работает в режиме «А».

Транзистор выходного каскада выбирается по двум основным условиям:

Рк max ( ан( Ркр max, [pic], где Ркр max = (4…5)P2, ан = 1,4…2, [pic] .

Здесь Ркр max – максимальное рабочее значение мощности, рассеиваемой на

коллекторе транзистора, с учетом работы в режиме «А» и потерь мощности

сигнала в выходной цепи; Рк max – максимально допустимая рассеивая

мощность на коллекторе (берется из справочных данных на транзистор); ан

-коэффициент запаса, введение которого предполагает использование

транзисторов в облегченном режимах для повышения надежности; h21 min и h21

max – крайние значения коэффициента передачи тока из справочных данных;

fT** – граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ; fh21 –

частота среза по параметру h21.

Произведем расчет и сделаем выбор транзистора. Однако надо учитывать, что

транзистор будем питать отрицательным зажимом источника питания, не так как

показано на рисунке 2.3, а положительный зажим будем подавать на “землю”.

Отсюда следует, что транзистор должен быть p-n-p, потому как если это будет

n-p-n транзистор, то переходы будут смещены в обратном направлении, а

значит ток по цепи коллектор – эмиттер течь не будет, в случае если это p-n-

p транзистор переходы будут открыты и ток будет протекать.

Расчет: Р2 = 60 мВт; fв = 280 кГц; Ркр мах = 4(60 = 240 мВт; ан( Ркр мах

=300(1,8 = 430 мВт. Рк мах = 1 Вт.

Рк мах ( ан( Ркр мах. Из p-n-p транзисторов подходит КТ629А по мощности,

проверяем частотные свойства. fh21 = 4,1 МГц > 3(0,28 = 0,84 МГц. (

Подходит по всем условиям.

Режим работы транзистора, определяемый током покоя коллектора Iк и

постоянной составляющей напряжения на переходе Uкэ, должен быть таким,

чтобы во внешней нагрузке обеспечивалось необходимая номинальная мощность

сигнала и параметры предельных режимов работы транзистора не превышали

максимально допустимых. По мощности и заданному напряжению источника

питания Е0 определяем режим работы выходного транзистора:

Uкэ = а(Е0 = 0,63(Е0 = 15 В. (2.4).

Iк = Ркр max/Uкэ = 240/15 = 16 мА. (2.5).

Где а = 0,6…0,8 – коэффициент, учитывающий, что часть напряжения источника

питания упадет на резисторе цепи эмиттера по постоянному току. Должны

выполняться следующие условия применительно к выбранному транзистору:

Uкэ max ( 2Uкэ, 50 > 15(2 = 30; (2.6);

iк max ( ан(Iк, 1000 > 16(1,8 = 28,8; (2.7);

tпр max ( (0,9…0,95)(tп max; (2.8).

Максимально допустимые значения Рк мах, iк max, Uкэ max от температуры

перехода, определяемых величин тепловых сопротивлений: промежутков переход

– окружающая среда (Rпс), переход – корпус (Rпк), корпус – окружающая среда

(Rкс). При выборе транзистора желательно обойтись без внешнего теплосвода.

В этом случае:

tпр мах = tc мах + Rпс(Pkp max = 40 + 120(0,24 = 68,8 0С; (2.9).

Проверяем условие (2.8): 68,80С < 0,9(1350С = 121,50С. Все условия (2.6,

2.7, 2.8) были соблюдены, а так же в реальной схеме можно обойтись без

теплосвода, так как условие (2.8) соблюдено.

Приведем параметры выбранного транзистора в виде таблице:

Таблица П.2.1.

|Транзис|Pk |fh21,|fT, |Uкэ|ik |tп,|Rпс|IКБ0|Ск, |rб`C|h21 |h21 |

|тор |max,| |МГц |max|max|0C |, |, |пФ |k, | |max/|

| |Вт |МГц | |, В|, A| |0С/|мкА | |пс | |min |

| | | | | | | |Вт | | | | | |

| | | | | | | | | | | |min| |max| |

|КТ629А |1,0 |4,1 |250 |50 |1,0|135|120|5 |25 |200 |25 |61 |150|6,0 |

По найденным значениям Uкэ и Iк находим оптимальное сопротивление нагрузки

выходного транзистора для переменного тока.

Rн = ((Uкэ/(iIk = 15(0,8/0,8(16 = 937,5 Ом (2.13).

Где ( - коэффициент использования коллекторного напряжения (для транзистора

средней и высокой мощности), ( = 0,7…0,8; (i – коэффициент использования

коллекторного тока (i = 0,8…0,95.

Вычислим коэффициент трансформации выходного (КПД трансформатора равен 1):

[pic]; (2.14).

Проверим выполнение условие:

[pic]мВт > 1,2(P2 = 1,2(60 = 70 мВт. (2.15)

Условие выполнено, переходим к следующему пункту.

3 Расчет необходимого значения глубины обратной связи.

Основное назначение ОС заключается в уменьшении нелинейных искажений и

повышении стабильности коэффициента усилителя. Требования по линейности

оказываются, как правило, более жесткими и определяют необходимое значение

глубины ОС.

[pic] (2.16).

где kГF = 0,04 - коэффициент гармоник усилителя с ОС, приведенный в задании

параметров.

kГ = коэффициент гармоник усилителя без ОС, который следует принять равным

ориентировочно (2…3)%.

Нелинейные искажения усилителя определяются выходным каскадом, к входу

которого приложено наибольшее напряжение сигнала.

4 Определение числа каскадов усилителя и выбор транзисторов предварительных

каскадов.

Для расчета общего числа каскадов N усилителя (рис 2.2) следует выбирать

транзисторы предварительных каскадов из серии маломощных транзисторов,

проверив их только по одному условию – частоте. Подходят все транзисторы p-

n-p типа fh21 ( (1,5…3)fВ. В каскадах предварительного усиления

целесообразно использовать одинаковые транзисторы.

При проектировании входного каскада следует выбирать условия работы,

соответствующие малому значению коэффициента шума и, в частности

обеспечивать оптимальное для транзистора входного каскада значение

сопротивления источника сигнала. Поэтому связь цепи усиления с источником

сигнала целесообразно делать трансформаторной (рис. 2.2). коэффициент

трансформации входного трансформатора n` выбирается из условия получения

оптимального по шумам сопротивления источника сигнала RГ1 опт для

транзистора входного каскада.

[pic]; (2.17).

Величина RГ1 опт зависит от частотных свойств транзистора (RГ1 опт =

200…500, при fТ ( 0,1 ГГц; RГ1 опт = 100…300, при 0,1( fТ ( 1 ГГц; RГ1 опт

= 50…150, при fТ ( 1 ГГц;).

Число предварительных каскадов усиления и типов транзисторов для них

определяется следующими двумя критериями:

1) коэффициент усиления без ОС К должен быть достаточным для обеспечения

заданного значения КF при требуемой величине F;

2) транзисторы этих каскадов должны быть достаточно высокочастотными,

чтобы выполнялись условия устойчивости (п.6).

Условие (1) выполняется, если

N ( 1 + lgM/lg(b(h21); (2.18).

Где M = n`Rвх(1+R1/ Rвх)KFF/[n``R2(1-R1/ Rвх F)h21 N]; (2.19).

b – коэффициент, учитывающий потери в межкаскадных цепях, b = 0,5…0,75;

h21 – параметр транзисторов предварительных каскадов, а h21 N – параметр

выходного транзистора. Входного сопротивление усилителя без ОС Rвх (

h11,1/(n`)2, где h11,1 = 300…3000 Ом. При согласовании входного

сопротивления усилителя с внутренним сопротивлением источника сигнала

(R1 = Rвх F).

M = (h11,1 + RГ1 опт)KFF/(2n`n``R2h21N); (2.20).

Для выполнения условия (20) достаточно, чтобы:

[pic]; (2.21).

Производим выше приведенные расчеты:

M = (300 + 125)(60(50/(2( 2,5( 0,91(150(61) = 30,53; (2.20).

Страницы: 1, 2, 3



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.