Усилитель кабельных систем связи

| Категория реферата: Рефераты по радиоэлектронике
| Теги реферата: реферат на тему развитие, скачати реферат на тему
| Добавил(а) на сайт: Бронислава.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование по курсу “Аналоговые электронные устройства” студент гр. 148-3 Булдыгин А.Н.
Тема проекта: Усилитель кабельных систем связи.
Исходные данные для проектирования аналогового устройства.
1. Диапазон частот от 40 МГц до 230 МГц.
2. Допустимые частотные искажения Мн 3 dB, МВ 3 dB.
3. Коэффициент усиления 30 dB.
4. Сопротивление источника сигнала 50 Ом.
5. Амплитуда напряжения на выходе 2 В.
6. Характер и величина нагрузки 50 Ом.
7. Условия эксплуатации (+10 +60)єС.
8. Дополнительные требования: согласование усилителя по входу и выходу.

Содержание

1 Введение ------------------------------------------ ------------------> 2 Основная часть -------------------------------------------------------> 2.1 Анализ исходных данных ----------------------------------------------> 2.2 Расчёт оконечного каскада ------------------------------------------> 2.2.1 Расчёт рабочей точки ----------------------------------------------> 2.2.2 Выбор транзистора и расчёт эквивалентных схем замещения---- 8
2.2.2.1 Расчёт параметров схемы Джиаколетто -------------------------- 8
2.2.2.2 Расчёт однонаправленной модели транзистора ------------------ 9
2.2.3 Расчёт и выбор схемы термостабилизации -------------------------- 9
2.2.3.1 Эмитерная термостабилизация -----------------------------------> 2.2.3.2 Пассивная коллекторная -----------------------------------------> 2.2.3.3 Активная коллекторная ------------------------------------------> 2.3 Расчёт усилителя ---------------------------------------------------> 2.4 Расчёт ёмкостей и дросселей ----------------------------------------> Схема электрическая принципиальная ----------------------------------> Спецификация -----------------------------------------------------------> 3 Заключение ----------------------------------------------------------> 4 Список используемой литературы --------------------------------------> Вследствие того, что у нас будут перекрёстные обратные связи рис.(2.3.1), которые нам дадут хорошее согласование по входу и выходу, в них будет теряться 1/3 выходного напряжения, то возьмём Uвых в 1,5 раза больше заданного, т.е. 3В.

2.2 Расчёт оконечного каскада

2.2.1 Расчёт рабочей точки

По заданному напряжению на выходе усилителя рассчитаем напряжение коллектор эмитер и ток коллектора (рабочую точку) [2].
Uвых=1,5Uвых(заданного)=3 (В)
Iвых=[pic]=[pic]=0,06 (А)

Рассмотрим два варианта реализации схемы питания транзисторного усилителя [2]: первая схема реостатный каскад, вторая схема дроссельный каскад.
Реостатный каскад:
Rк=50 (Ом), Rн=50 (Ом), Rн~=25 (Ом) рис(2.2.1.1).

Рисунок 2.2.1.1-Схема реостатного Рисунок 2.2.1.2- Нагрузочные прямые. каскада по переменному току.

Iвых=[pic]=[pic]=0,12 (А)
Uкэ0=Uвых+Uост, где

(2.2.1)
Uкэ0-напряжение рабочей точки или постоянное напряжение на переходе коллектор эмитер. Uвых-напряжение на выходе усилителя.
Uост-остаточное напряжение на транзисторе.
Iк0=Iвых+0,1Iвых, где

(2.2.2)
Iк0-постоянная составляющая тока коллектора.
Iвых-ток на выходе усилителя.
Uкэ0=5 (В)
Iк0=0,132 (А)
Выходная мощность усилителя равна:
Pвых=[pic]=[pic]=0,09 (Вт)
Напряжение источника питания равно:
Eп=Uкэ0+URк=Uкэ0+ Iк0(Rк=11,6 (В)
Мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора:
Pрасс=Uкэ0(Iк0=0,66 (Вт)
Мощность потребляемая от источника питания:
Рпотр= Eп(Iк0=1,5312 (Вт)
Iвых=[pic] =[pic]=0,06 (А)
Дроссельный каскад рис(2.2.1.3).
Рисунок 2.2.1.3-Схема дроссельного Рисунок 2.2.1.4- Нагрузочные прямые. каскада по переменному току.

По формулам (2.2.1) и (2.2.2) рассчитаем рабочую точку.
Uкэ0=5 (В)
Iк0=0,066 (А)
Pвых=[pic]=[pic]=0,09 (Вт)
Eп=Uкэ0=5 (В)
Рк расс=Uкэ0(Iк0=0,33 (Вт)
Рпотр= Eп(Iк0=0,33 (Вт)

Таблица 2.2.1.1- Характеристики вариантов схем коллекторной цепи.
| | |Ррасс,(Вт|Рпотр,(Вт| |
| |Еп,(В) |) |) |Iк0,(А) |
|С Rк | | 0,66 | 1,5312 | 0,132 |
| |11,6 | | | |
|С Lк | 5 | 0,33 | 0,33 | 0,066 |

Из рассмотренных вариантов схем питания усилителя видно, что целесообразнее использовать дроссельный каскад.

2.2.2 Выбор транзистора и расчёт эквивалентных схем замещения.

На основании следующих неравенств: Uкэ0(допустимое)>Uкэ0*1,2;
Iк0(доп)>Iк0*1.2; Рк расс> Рк расс(доп)*1,2; fт>(3(10)*fв>2300 МГц выберем транзистор, которым будет являться 2Т996А [5]. Его параметры необходимые при расчете приведены ниже:
(с=4,6 пс- постоянная цепи обратной связи,
Ск=1,6 пФ- ёмкость коллектора при Uкэ=10 В,
(0=55- статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмитером,
Uкэ0(доп)=20 В, Iк0(доп)=200 мА- соответственно паспортные значения допустимого напряжения на коллекторе и постоянной составляющей тока коллектора,
Рк расс(доп)=2,5 Вт-допустимая мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора, fт=5000 МГц- значение граничной частоты транзистора при которой [pic]=1,
Lб=1 нГн, Lэ=0,183 нГн- индуктивности базового и эмитерного выводов соответственно.
.

2.2.2.1Расчёт параметров схемы Джиаколетто.

Рисунок 2.2.2.1.1- Эквивалентная схема биполярного транзистора (схема Джиаколетто).

Расчёт основан на [2].
Ск(треб)=Ск(пасп)*[pic]=1,6([pic]=2,26 (пФ), где
Ск(треб)-ёмкость коллекторного перехода при заданном Uкэ0,
Ск(пасп)-справочное значение ёмкости коллектора при Uкэ(пасп). rб= [pic]=2,875 (Ом); gб=[pic]=0,347 (Cм), где rб-сопротивление базы,
[pic]-справочное значение постоянной цепи обратной связи. rэ=[pic] =[pic]=0,763 (Ом), где
Iк0 в мА, rэ-сопротивление эмитера. gбэ=[pic]=[pic]=0,023, где gбэ-проводимость база-эмитер,
[pic]-справочное значение статического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмитером.
Cэ=[pic]=[pic]=41,7 (пФ), где
Cэ-ёмкость эмитера, fт-справочное значение граничной частоты транзистора при которой [pic]=1
Ri= [pic]=100 (Ом), где
Ri-выходное сопротивление транзистора,
Uкэ0(доп), Iк0(доп)-соответственно паспортные значения допустимого напряжения на коллекторе и постоянной составляющей тока коллектора. gi=0.01(См).

2.2.2.2Расчёт однонаправленной модели транзистора.

Данная модель применяется в области высоких частот [4].

Рисунок 2.2.2.2.1- Однонаправленная модель транзистора.

Lвх= Lб+Lэ=1+0,183=1,183 (нГн), где
Lб,Lэ-справочные значения индуктивностей базового и эмитерного выводов соответственно,
Lвх-индуктивность входа транзистора.
Rвх=rб=2,875 (Ом), где
Rвх-входное сопротивление транзистора.
Rвых=Ri=100 (Ом), где
Rвых-выходное сопротивление транзистора.
Свых=Ск(треб)=2,26 (пФ), где
Свых-выходная ёмкость транзистора. fmax=fт=5 (ГГц), где fmax-граничная частота транзистора.

2.2.3 Расчёт и выбор схемы термостабилизации.