Завдання
Широкосмуговий підсилювач
Вихідні дані для розрахунку: вихмакс = 18 В; н = 50 Ом;
Кг = 1%; в = 5,5 МГц; fн = 90 Гц;
К.Ч.І: Мн = 1,5; Мв = 2;
Ес = 15 мВ; з = 5 кОм;
Т = -10 ... +400 С;
Виконання: біполярні транзистори.
ВСТУП
Сучасна електроніка пред'являє високі вимоги до якісних показників підсилюючих пристроїв. Незважаючи на існуюче різноманіття типів ІМС, що розглядаються як активні підсилювальні елементи, використання транзисторів у багатьох випадках практики є кращим. Так, наприклад, ІМС не завжди можуть витримати конкуренцію в питаннях забезпечення великих вихідних рівнів сигналу, малих рівнів внутрішніх шумів, заданих верхніх граничних частот, у ряді випадках гнучкості отримання конфігурації схем з різними якісними показниками та ін Проектування підсилюючих пристроїв на транзисторах (дискретних елементах ) є основою схемотехнічного синтезу мікросхем. Крім того, поєднання при проектуванні тих і інших підсилюючих елементів може привести до більш витонченим технічним рішенням, що задовольняє поставленим технічним завданням. Таким чином, проектування підсилювачів на транзисторах є основою для успішного проектування сучасних підсилюючих і аналогових пристроїв. p align="justify"> Процес проектування підсилюючих пристроїв може бути умовно розділений на наступні основні етапи: 1) складання ескізного варіанту принципової схеми, 2) вибір режимів роботи каскадів на постійному струмі, 3) оцінний розрахунок основних параметрів схеми і зіставлення їх з необхідними за технічним завданням; 4) коригування схеми з уточненням технології виготовлення. Слід зазначити, що в даний час є тенденція об'єднання етапів проектування електричної схеми з конструкторсько-технологічними етапами. p align="justify"> Основними ланками, властивості яких доводиться враховувати при ескізному проектуванні УП та складанні принципової схеми, є його одиночні каскади. Важливим питанням, які виникають при проектуванні багатокаскадних підсилювачів, є питання про взаємний вплив сусідніх каскадів і ланок підсилювача один на одного. Облік цього впливу здійснюють на підставі обчислення і зіставлення вхідних і вихідних опорів сусідніх ланок і каскадів. Тому при розрахунку одиночних каскадів слід визначати не тільки їхні підсилювальні властивості, але і величини вхідних і вихідних опорів. br/>
1. ПОПЕРЕДНІЙ РОЗРАХУНОК ШУ
ШУ є пристроями, що підсилюють сигнал в широкому діапазоні частот від 90 Гц до 5,5 МГц (згідно завдання). Основною вимогою, що пред'являються до ШУ є рівномірність посилення сигналу в заданому частотному діапазоні. p align="justify"> Для початку визначимо склад структурної схеми ШУ. Обов'язковими елементами схеми є: вхідний каскад, вихідний каскад і проміжний каскад, число проміжних каскадів залежить від необхідного посилення всього ШУ. p align="justify"> Для розрахунку ШУ необхідно розділити посилення між каскадами, визначити кількість каскадів, а також схему включення підсилювальних приладів і їх тип.
Загальний коефіцієнт підсилення:
В
необхідно відзначити, що вхідною напругою є максимальне значення напруги джерела сигналу Ec. Тоді коефіцієнт посилення ШУ, згідно завдання на проектування:
; дБ.
Перший (вхідний) каскад підсилювача в першу чергу призначений для узгодження джерела сигналу і підсилювача з метою максимальної передачі потужності підсилювача, тому вхідний опір першого каскаду повинно бути узгоджене з вихідним опором джерела сигналу. Коефіцієнт передачі (посилення) відповідає співвідношенню:
, дБ. p> де Rc - опір джерела сигналу (за умовою Rc = 5 кОм). Схеми включення підсилюючих приладів із загальним емітером мають Rвх = (300 ... 500) Ом, а схеми із загальним колектором Rвх = (5 ... 10) кОм. Переважно виглядає схема із загальним колектором у зв'язку з великим значенням вхідного опору, т. к. підвищення вхідного опору призводить до зменшення втрат при передачі енергії між каскадами. Для здійснення попередніх розрахунків виберемо значення вхідного опору Rвх = 10 кОм. Тоді коефіцієнт передачі вхідного каскаду побудованого за схемою із загальним колектором:
; дБ.
Вихідний каскад повинен забезпечити узгодження ШУ з навантаженням, тому опір навантаження має бути більше вихідного опору каскаду. Згідно з цією умовою, вихідний опір вибираємо рівним 20 Ом, тоді коефіцієнт передачі (підсилення) вихідного каскаду буде дорівнює:
;; дБ.
Тоді загальний коефіцієнт посилення УНЧ складається з коефіцієнтів підсилення: вхідного, вихідного та проміжного каскадів:
;
; дБ.
Забезпечити такий коефіцієнт посилення, використову...
