Меню

Поиск

Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на полевых транзисторах
	0,253
10	1,604	0,634	0,160	2,024	0,598	0,202

При известных значениях , , , , расчет межкаскадной КЦ состоит из следующих этапов. Вычисление . Нормирование значения по формуле: . Нахождение по таблице 8.1 ближайшего к вычисленному табличного значения . Определение по таблице 8.1 соответствующих значений , , и их денормирование по формулам: ; ; . Вычисление значения : .

При использовании рассматриваемой КЦ в качестве входной принимается равной нулю, принимается равным , а коэффициент передачи входной цепи на средних частотах рассчитывается по формуле (3.11).

В случае необходимости построения нормированной частотной характеристики проектируемого усилительного каскада значения , , , следует подставить в (8.1) и найти модуль . Реальная частотная характеристика может быть найдена после денормирования коэффициентов , , по формулам: ; ; .

Пример 8.1. Рассчитать межкаскадную КЦ усилительного каскада, приведенного на рисунке 8.1, его и при использовании транзисторов КП907Б (данные транзистора - в примере 3.1) и условий: fB=100 МГц; входная емкость нагружающего каскада - из примера 3.1; допустимая неравномерность АЧХ - дБ, =1 кОм.

Решение. По известным , и найдем: = ==3,67. Из таблицы 8.1 для неравномерности АЧХ дБ и для ближайшего табличного значения нормированной величины , равного 3,5, имеем: =2,025, =0,785, =0,577. Денормируя , и , получим: =24,8 пФ; L2=162 нГн; R3=75 Ом. Теперь по (8.2) рассчитаем: K0=9,5. Вычитая из величину , определим: С1= =7,8 пФ. Из (3.8) найдем: СВХ=72,5 пФ.

10 РАСЧЕТ ДИССИПАТИВНОЙ МЕЖКАСКАДНОЙ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКА

Принципиальная схема усилителя с межкаскадной корректирующей цепью четвертого порядка [15] приведена на рисунке 9.1,а, эквивалентная схема по переменному току - на рисунке 9.1,б.

а)

б)

Рисунок 9.1

Несмотря на то, что КЦ содержит пять корректирующих элементов, конструктивно ее выполнение может оказаться проще выполнения КЦ второго порядка.

Коэффициент усиления каскада на транзисторе T1 в области верхних частот можно описать выражением [14]:

, (9.1)

где ; (9.2)

;

RВЫХ1 – сопротивление сток-исток транзистора T1; СВХ2 – входная емкость транзистора T2; , , , , – нормированные относительно и значения элементов L1, R2, C3, C4, L5, соответствующие преобразованной схеме КЦ, в которой значение CВЫХ1 равно нулю, а значение СВХ2 равно бесконечности; СВЫХ1 – выходная емкость транзистора T1; ; – нормированная частота; – текущая круговая частота; – высшая круговая частота полосы пропускания разрабатываемого усилителя.

В таблице 9.1 приведены нормированные значения элементов L1, R2, C3, C4, L5, вычисленные для случая реализации усилительного каскада с различным наклоном АЧХ, лежащим в пределах дБ, при допустимом значении равном дБ и дБ, и при условии равенства нулю значения СВЫХ1 и бесконечности - значения СВХ2.

Таблица 9.1 получена с помощью методики проектирования согласующе-выравнивающих цепей транзисторных усилителей, предполагающей составление и решение систем компонентных уравнений [13], и методики синтеза прототипа передаточной характеристики, обеспечивающего максимальный коэффициент усиления каскада при заданной допустимой неравномерности АЧХ в заданной полосе частот [14].

Таблица 9.1

Наклон АЧХ, дБ

= дБ

-6

2,40

1,58

5,85

2,34

0,451

2,43

1,21

6,75

2,81

0,427

-5

2,47

1,63

5,53

2,39

0,426

2,43

1,22

6,49

2,90

0,401

-4

2,49

1,65

5,23

2,48

0,399

2,41

1,20

6,24

3,03

0,374

-3

2,48

1,64

4,97

2,60

0,374

2,36

1,18

6,02

3,20

0,348

-2

2,42

1,59

4,75

2,74

0,351

2,32

1,16

5,77

3,36

0,327

-1

2,29

1,51

4,59

2,93

0,327

2,30

1,15

5,47

3,50

0,309

2,09

1,38

4,49

3,18

0,303

2,22

1,11

5,23

3,69

0,291

1,84

1,21

4,49

3,52

0,277

2,08

1,04

5,08

3,93

0,273

1,60

1,05

4,52

3,91

0,252

1,88

0,94

5,02

4,26

0,253

1,33

0,876

4,69

4,47

0,225

1,68

0,842

4,99

4,62

0,234

2,69

1,35

3,34

3,29

0,281

1,51

0,757

4,97

5,02

0,217

2,23

1,11

3,43

3,67

0,257

1,32

0,662

5,05

5,54

0,198

1,76

0,879

3,65

4,27

0,228

1,10

0,552

5,29

6,31

0,176

Для расчета нормированных значений элементов L1, R2, C3, C4, L5, обеспечивающих заданную форму АЧХ с учетом реальных нормированных значений СВЫХ1 и СВХ2, следует воспользоваться формулами пересчета [14]:

(9.3)

где СВЫХ1Н, СВХ2Н – нормированные относительно RВЫХ1 и значния СВЫХ1 и СВХ2.

При известных значениях , RВЫХ1, СВЫХ1, СВХ2, расчет межкаскадной КЦ состоит из следующих этапов. Вычисление нормированных значений СВЫХ1 и СВХ2 по формуле: СН=. Определение табличных значений элементов , , , , по заданному наклону и требуемой неравномерности АЧХ. Расчет L1, R2, C3, C4, L5 по формулам пересчета (9.3) и их денормирование.

При использовании рассматриваемой КЦ в качестве входной СВЫХ1 принимается равной нулю, RВЫХ1 принимается равным RГ, а коэффициент передачи входной цепи на средних частотах рассчитывается по формуле:

. (9.4)

В случае необходимости построения нормированной частотной характеристики проектируемого усилительного каскада значения , , , , следует подставить в (9.1) и найти модуль KU. Реальная частотная характеристика может быть рассчитана после денормирования коэффициентов , , , , по формулам: ; ; ; ; .

Пример 9.1. Рассчитать межкаскадную КЦ усилителя, приведенного на рисунке 9.1, его K0 и СВХ при использовании транзистора КП907Б (данные транзистора - в примере 3.1) и условий: fB=100 МГц; входная емкость нагружающего каскада - из примера 3.1; допустимая неравномерность АЧХ - дБ; наклон АЧХ - 0 дБ.

Решение. Из таблицы 9.1 для неравномерности АЧХ + 0,5 дБ и наклона АЧХ, равного 0 дБ, имеем: =2,22; =1,11; =5,23; =3,69; =0,291. Нормированные значения СВЫХ1 и СВХ2 равны: СВЫХ1Н= ==1,6; СВХ2Н==4,24. Подставляя найденные величины в (9.3), получим: L1H=2,22; R2Н=1,11; С3Н=14,6; С4Н=0,587; L5Н=0,786. Денормируя полученные значения, определим: L1==530 нГн; R2==167 Ом; С3==154 пФ; С4=6,2 пФ; L5=187 нГн. Теперь по (9.2) рассчитаем: K0=11,86. Из (3.8) найдем: СВХ=84,3 пФ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Перельман Б.Л. Новые транзисторы: Справочник. – М.: Солон, 1996.

2. Петухов В.М. Полевые и высокочастотные биполярные транзисторы средней и большой мощности и их зарубежные аналоги: Справочник. – М.: КУБК-а, 1997.

3. Полевые транзисторы: Справочник. – Faber. STM. Publications, 1997.

4. Шварц Н.З. Усилители СВЧ на полевых транзисторах. – М.: Радио и связь, 1987.

5. Никифоров В.В., Кулиш Т.Т., Шевнин И.В. К проектированию широкополосных усилителей мощности КВ- УКВ- диапазона на мощных МДП-транзисторах // В сб.: Полупроводниковые приборы в технике связи / Под ред. И.Ф. Николаевского. – М.: Радио и связь. -1993.- Вып. 23.

6. Мамонкин И.Г. Усилительные устройства: Учебное пособие для вузов. – М.: Связь, 1977.

7. Никифоров В.В., Максимчук А.А. Определение элементов эквивалентной схемы мощных МДП-транзисторов // В сб.: Полупроводниковая электроника в технике связи / Под ред. И.Ф. Николаевского. – М.: Радио и связь.- 1985.- Вып. 25.

8. Никифоров В.В., Терентьев С.Ю. Синтез цепей коррекции широкополосных усилителей мощности с применением методов нелинейного программирования // В сб.: Полупроводниковая электроника в технике связи / Под ред. И.Ф. Николаевского. – М.: Радио и связь. - 1986. - Вып. 26.

9. Широкополосные радиопередающие устройства / Алексеев О.В., Головков А.А., Полевой В.В., Соловьев А.А. / Под ред. О.В. Алексеева. – М.: Связь, 1978.

10. Титов А.А., Ильюшенко В.Н., Авдоченко Б.И., Обихвостов В.Д. Широкополосный усилитель мощности для работы на несогласованную нагрузку // ПТЭ. - 1996. - №2. - С.68-69.

11. Шварц Н.З. Линейные транзисторные усилители СВЧ. – М.: Сов. радио, 1980.

12. Бабак Л.И., Дьячко А.Н., Дергунов С.А. Расчет цепей коррекции мощных сверхширокополосных транзисторных СВЧ-усилителей // Полупроводниковая электроника в технике связи /Под ред. И.Ф. Николаевского. – М.: Радио и связь. - 1988. - Вып. 27.

13. Бабак Л.И., Шевцов А.Н., Юсупов Р.Р. Пакет программ автоматизированного расчета транзисторных широкополосных и импульсных УВЧ- и СВЧ-усилителей // Электронная техника. Сер. СВЧ-техника. - 1993. - №3. - С.60-63.

14. Титов А.А. Расчет диссипативной межкаскадной корректирующей цепи широкополосного усилителя мощности // Радиотехника. - 1989. - №2. - С.88-90.

15. Жаворонков В.И., Изгагин Л.Н., Шварц Н.З. Транзисторный усилитель СВЧ с полосой пропускания МГц // Приборы и техника эксперимента. – 1972. - №3. - С.134-135.

Страницы: 1, 2, 3

Новости

Мои настройки

Наверх