Перед расчетом межкаскадной корректирующей цепи выбрана МКЦ
третьего порядка, так как она кроме хорошей коррекции АЧХ на заданной полосе
частот обеспечивает и согласование каскада.
Так как перед входным каскадом находится источник
сигнала.Тогда элементы, окружающие МКЦ,будут равны:
На каскад приходится неравномерность АЧХ в
один децибелл, то коэффициенты , , останутся прежними:
Нормированные значения , , относительно и сопротивления генератора по выражениям
(4.49) будут равны
,
,
=
Коэффициенты для выражений (4.49)
равны
Нормированные значения , , равны:
Разнормируем значения , , с помощью выражений 4.50, тогда истинные значения будут иметь вид:
Коэффициент усиления по мощности в
режиме двухстороннего согласования:
Тогда коэффициент усиления каскада на
транзисторе будет равен:
а в децибеллах
Сопротиление R1 находится по формуле (4.51), где
в качестве нагрузочного сопротивления Rн выступает параллельное соединение выходного сопротивления транзистора и активного
сопротивления межкаскадной корректирующей цепи предоконечного каскада.
Сопротивление R1 получилось равным:
кОм
Анализируя все три каскада, можно
сказать, что общий коэффициент усиления усилителя будет равен:
7 Расчет дросселей, блокировочных и
разделительных конденсаторов
В схеме активной коллекторной
термостабилизации дроссель нужен для того, чтобы увеличить сопротивление ветви,
к которой он подключен, до выходного сопротивления транзистора; обеспечить протекание всей переменной составляющей тока в нагрузку с
нижней частоты заданного частотного диапазона. В результате, дроссель
выбирается из условия [1,2]:
(7.1)
или
(7.2)
где - нижняя круговая частота частотного диапазона
- выходное сопротивление транзистора
Дроссели расчитанные по формуле (7.2) для входного, предварительного каскадов будут
равны:
Для оконечного каскада дроссель нужно
расчитывать по сопротивлению нагрузки, так как оно вносит большее влияние.
Тогда получим:
В схеме усилителя на входе и на выходе
каждого каскада ставится разделительный конденсатор, который нужен для того
чтобы обеспечить протекание переменного и препятствовать протеканию постоянного
токов, а иначе изменялась бы рабочая точка транзистора.
Так как искажения на низких частотах
в основном определяются разде-лительной емкостью, то искажения приходящиеся на одну емкость
равны отношению искажений на нижних
частотах на число емкостей N усилителя. В результате
искажения приходящиеся на одну емкость равны:
Для расчета
емкости нужно ее искажения перевести в разы
Расчет емкости производится по формуле
[1,2]:
(7.3)
где - нижняя частота
- сопротивление, стоящее слева от емкости
- сопротивление, стоящее справа от емкости
нормированные искажения в разах
В результате после подстановки получится:
Из-за того, что на высоких частотах транзисторы
становятся инерционными, на какой-то частоте происходит набег фазы на 360
градусов. Отсюда усилительные каскады самовозбуждаются. Чтобы этого не
допустить ставится блокировочный конденсатор, который разрывает кольцо обратной
связи, и в реультате сигнал уходит на “землю”.
Блокировочная емкость находится из условия [1,2]:
(7.4)
где - нижняя круговая частота
- сопротивление в схеме активной коллекторной
термостабилизации (см. рис.4.9)
Поскольку в усилителе три каскада с
тремя схемами термостабилизации, то и блокировочных емкостей будет три.
Тогда емкости будут равны:
8 Заключение
Рассчитанный усилитель на нагрузку Rн=50 Ом
имеет следующие технические характеристики:
1 Рабочая полоса частот: 50-500 МГц
2 Линейные искажения
в области нижних частот не более 3 дБ
в области верхних частот не более 3 дБ
3 Коэффициент усиления 28дБ
4 Амплитуда выходного напряжения Uвых=7.71
В
5 Питание однополярное, Eп=12.6 В
6 Диапазон рабочих температур: от +10 до +50 градусов
Цельсия
7 Выходная мощность Рвых=0.5Вт
Усилитель имеет запас по усилению 8дБ. Это нужно для того, чтобы в
случае ухудшения усилительных свойств коэффициент передачи усилителя не
опускался ниже заданного уровня, определённого техническим заданием.
|