Добавил:

Studfiles2 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

Предмет:

Схемотехника

Файл:

Курсовик / Kursovik1

.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.05.2014

Размер:

3.59 Mб

Скачать

☆

Министерство общего и профессионального образования РФ

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет.

Кафедра РЭС

Пояснительная записка к курсовому проекту:

“Схемотехническое проектирование усилителя импульсных сигналов”

Выполнил: Доборин А.М.

Группа: 9133

Факультет: РТ и ТК

Санкт-Петербург 2001

1.Задание на проектирование:

Структура усилителя

Еп+,

Еп-,

tн,

нс



tи,

мкс

Сн

пФ

Rн,

кОм

Rс,

Ом

tmax,

tmin,

Um,

OЭ-ОЭ-ОБ

-3

150

-40

Номинальные значения основных параметров:

сопротивление базовой области rб – 30 Ом;
коэффициент усиления по току в схеме ОЭ h21э – 100;
обратный ток эмиттерного перехода Iоэ – 10 А;
напряжение Эрли – Uer = 150 В;
наибольший ток коллектора Ikmax – 0.3;
паразитная емкость перехода база-коллектор Ск – 1 пФ;
модуль коэффициента усиления по току в схеме ОЭ на частоте 250 МГц – 2.

Выбор типа проводимости транзисторов (этап №1).

Схема ОЭ-ОЭ-ОБ

Еп+

Вход

ОЭ

n-p-n

OЭ

p-n-p

ОБ

p-n-p

Выход

Еп-

Синтез конфигурации схемы питания усилительных каскадов постоянными напряжениями и токами (этап №2).

Выбор значения начального тока в каскадах (этап №3).

Выбираем во входном каскаде на транзисторе VT1 ток коллектора и, соответственно, ток эмиттера равный 2 мА, а в оконечном каскаде на транзисторе VT3 ток коллектора равный 3 мА, который будет соответствовать току коллектора транзистора VT2, вследствие последовательного соединения каскадов на транзисторах VT2 и VT3.

Расчет элементов схемы из условия обеспечения требуемого значения тока Iко (этап №4).

Выбираем разность потенциалов база – эмиттер равную 0,7 В.

Будем полагать, что падение напряжения на резисторе эмиттера первого каскада равно 0,5 В, второго каскада 0,7 В.

Примем напряжение коллектор – эмиттер транзисторов VT1 и VT2 равным 1.5 В.

Расчет токов делителей:

Ik1 – ток коллектора VT1.

Ik2 – ток коллектора VT 2 равный току коллектора VT3.

Ib1, Ib2 – токи баз транзисторов VT1 и VT3.

Idel1, Idel2 – токи базовых делителей.

B – коэффициент усиления по току

Расчет сопротивлений:

Ube – напряжение база – эмиттер.

Uke – напряжение коллектор – эмиттер.

Up1= Еп+, Up2= Еп- - напряжения источников питания.

URi – падение напряжения на соответствующем сопротивление.

UR5=0,7 B, UR4=0,5 B, UR2=UR4+Ube=1,2 B, UR3=UR5+Ube=1,4 B

U R7=UR5+Uke+Ube=2,9 B, UR8=Up1-Up2-UR7=6,1 B

R6 рассчитываем исходя из условия линейного режима работы транзистора при формирование предельного значения импульса на выходе.

Выбираем величины резисторов из стандартного ряда сопротивлений:

R1=15600 Ом ~ 16 кОм R2=2400 Ом

R3=700 Ом ~ 680 Ом R4=250 Ом ~ 240 Ом

R5=233 Ом ~ 240 Ом R6=767 Ом ~ 750 Ом

R7=3867 Ом ~ 3900 Ом R8=8133 Ом ~ 8200 Ом

Uп-

Анализ воздействия дестабилизирующих факторов на работу каскада на постоянном токе (этап №5).

Р асчет нестабильностей:

t = 60

Ube = UbeT + Ubet = 176 мВ

= BT + Bt = 40

Расчет g – параметров:

m – коэффициент неидеальности p-n перехода.

Ut – температурный потенциал.

Расчет входных и выходных сопротивлений транзисторов:

Rout1 – выходное сопротивление каскада ОЭ на VT1.

Rout2 – выходное сопротивление каскада ОЭ на VT2.

Rout3 – выходное сопротивление каскада ОБ на VT3.

Rin2 – входное сопротивление каскада ОЭ на VT2.

Rin3 – входное сопротивление каскада ОЭ на VT3.

Расчет коэффициентов передачи транзисторов:

K2 – коэффициент передачи каскада ОЭ на VT2.

K3 – коэффициент передачи каскада ОБ на VT3.

gn2, gn3 – проводимости нагрузок на второй и третий каскадов.

Расчет собственных нестабильностей коллекторных токов:

Расчет нестабильности каскодного соединения (ОЭ-ОБ) производим только с учетом нестабильности каскада ОЭ, считая, что каскад ОБ не вносит существенных изменений в общую нестабильность усилителя.

Расчет нестабильности выходного напряжения:

U31, U32 – влияние нестабильности первого и второго каскадов на третий каскад.

Rn1, Rn2 – сопротивления нагрузки на первый и второй каскады.

В результате общая нестабильность выходного напряжения трехкаскадного усилителя равна 2,04 В.

Мероприятия по снижению влияния источников нестабильности (этап №6)

Изменение конфигурации схемы, обеспечивающее создание в ней петли ООС:

Корректировка сопротивлений R6 и R4:

R6*R9/R6+R9=750 R6=3 кОм

R4=UR4/IIe+(Ue1+Uk3)/R9

R4=120 Ом

Расчет петлевой передачи:

T – петлевая передача.

Kd – коэффициент передачи делителя.

K1,K2,K3 – коэффициенты передачи каскадов.

R', R'' – сопротивления эквиваленты.

Rin1 – входное сопротивление каскада общая база VT1.

Оценка предельно допустимого сопротивления нагрузки (этап №7)

f v07 – граничная частота полосы пропускания.

f s1f, fs2f, fs3f – граничные частоты по крутизне с введенной ОС.

Es1, Es2, Es3 – спады НАЧХ в следствии инерционности соответствующих транзисторов.

Расчет коэффициентов передачи:

Расчет паразитных емкостей:

Cin, Cout – входные и выходные емкости каскадов.

Cp1, Cp3 – полные паразитные емкости шунтирующие выходы каскадов.

Cm – емкость монтажа.

Cn – емкость нагрузки

Оценка спада НАЧХ входной цепи:

tin – постоянная времени входной цепи.

fin – частота среза обусловленная входной цепью

О пределение и распределение между звеньями, влияющими на ход НАЧХ, допустимого значения спада, обусловленного частотной зависимостью импеданса нагрузки: