.

Расчет многокаскадного усилителя (курсовая)

Язык: русский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
69 470
Скачать документ

Многокаскадный усилитель

СОДЕРЖАНИЕ: 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 .

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 базыв схеме с ОЭ:h21=70…210.

Емкость коллекторного перехода: Ск<2.5пФ.(при Uкб=5В)

rкэ(нас.)=40 Ом.

Постоянная времени цепи обратной связи: tк<125 нс.

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 n = 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

=1.291e5ОмНоминалы элементов, приведенные к стандартному ряду.

Rф=2.2е3Ом; 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.

2.2 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)=

= 12.57Требуемая нижняя граничная частота Fн(треб)=FнХфn =3.218e4

Реализуемая в этом случае площадь усиления

=4.5е7 ГцРасчет первого (оконечного) каскада.

Определим параметр

= 1.989Оптимальное значение параметра

=0.055Этому значению параметра

соответствует ток эмиттера равный:Iэ =

=2мАСоответственно 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 ГцЗаданный коэффициент усиления обеспечивается при сопротивлении коллектора:

= 347.43 ОмРасчет 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.

= 8.566е4Ом

=1.07е5 ОмРасчет второго (предоконечного) каскада.

Реализуемая площадь усиления и параметр

для предоконечного каскада.

=9е7 Гц

=0.04Этому значению параметра

соответствует ток эмиттера равный:Iэ =

=3мАСоответственно 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 ОмРасчет 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 ОмНоминалы элементов, приведенные к стандартному ряду.

Номиналы элементов первого каскада.

Rф=700Ом; 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=450Ом; 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 g = 0.2

= 1.124 – Коэффициент передачи входной цепи .

= 1.1е7 ГцВерхняя 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.

2. А.Ч.Х. усилителя.

3. 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.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Ответить

Курсовые, Дипломы, Рефераты на заказ в кратчайшие сроки
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020