Вход

Расчет многокаскадного усилителя

Курсовая работа по радиоэлектронике
Дата добавления: 21 декабря 1998
Язык курсовой: Русский
Word, rtf, 6.5 Мб (архив zip, 216 кб)
Курсовую можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу











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>

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/h21 = 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.


© Рефератбанк, 2002 - 2017