Данная схема требует
значительное количество дополнительных элементов, в том числе и активных. Если
Сф утратит свои свойства, то каскад
самовозбудится и будет не усиливать, а генерировать.Основываясь на проведённом
выше анализе схем термостабилизации выберем эмитерную.
3 Расчёт
входного каскада по постоянному току
3.1 Выбор рабочей точки
При расчёте требуемого
режима транзистора промежуточных и входного каскадов по постоянному току
следует ориентироваться на соотношения, приведённые в пункте 2.2.1 с учётом
того, что заменяется
на входное сопротивление последующего каскада. Но, при малосигнальном режиме,
за основу можно брать типовой режим транзистора (обычно для маломощных ВЧ и СВЧ
транзисторов мА
и В). Поэтому
координаты рабочей точки выберем следующие мА, В. Мощность, рассеиваемая на коллекторе мВт.
3.2 Выбор транзистора
Выбор транзистора
осуществляется в соответствии с требованиями, приведенными в пункте 2.2.1. Этим
требованиям отвечает транзистор КТ3115А-2. Его основные технические
характеристики приведены ниже.
Электрические параметры:
1.
граничная
частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ ГГц;
2.
Постоянная
времени цепи обратной связи пс;
3.
Статический
коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ ;
4.
Ёмкость
коллекторного перехода при В пФ;
5.
Индуктивность
вывода базы нГн;
6.
Индуктивность
вывода эмиттера нГн.
7.
Ёмкость
эмиттерного перехода пФ;
Предельные эксплуатационные
данные:
1.
Постоянное
напряжение коллектор-эмиттер В;
2.
Постоянный
ток коллектора мА;
3.
Постоянная
рассеиваемая мощность коллектора Вт;
3.3 Расчёт эквивалентной
схемы транзистора
Эквивалентная схема имеет
тот же вид, что и схема представленная на рисунке 2.2.2.2.1 Расчёт её элементов производится по
формулам, приведённым в пункте 2.2.2.1
нГн;
пФ;
Ом
Ом;
Ом;
пФ.
3.3 Расчёт цепи
термостабилизации
Для входного каскада также
выбрана эмиттерная термостабилизация, схема которой приведена на рисунке 3.3.1.
Рисунок 3.3.1
Метод расчёта схемы
идентичен приведённому в пункте 2.2.3.1 с той лишь особенностью что присутствует, как видно из
рисунка, сопротивление в цепи коллектора . Эта схема термостабильна при В и мА. Напряжение питания рассчитывается
по формуле В.
Расчитывая элементы
получим:
Ом;
кОм;
кОм;
4.1 Расчет полосы
пропускания выходного каскада
Поскольку мы будем использовать комбинированные
обратные [1], то все соответствующие элементы схемы будут
одинаковы, т.е. по сути дела расчёт всего усилителя сводится к расчёту одного
каскада.
Рисунок 2.3.1 - Схема каскада
с комбинированной ООС
Достоинством схемы является
то, что при условиях
и (4.1.1)
схема оказывается согласованной по
входу и выходу с КСВН не более 1,3 в диапазоне частот, где выполняется условие ³0,7. Поэтому практически
отсутствует взаимное влияние каскадов друг на друга при их каскадировании [6].
При выполнении
условия (1.53), коэффициент усиления каскада в области верхних частот
описывается выражением:
, (4.1.2)
где ; (4.1.3)
;
.
Из (2.3.1),
(2.3.3) не трудно получить, что при заданном значении
. (4.1.4)
При заданном значении , каскада равна:
, (4.1.5)
где .
Нагружающие ООС
уменьшают максимальную амплитуду выходного сигнала каскада, в котором они используются на величину
.
При выборе и из (4.1.3), ощущаемое сопротивление нагрузки
транзистора каскада с комбинированной ООС равно .
Расчёт Kо:
Для реализации
усилителя используем четыре каскада. В этом случае коэффициент усиления на один
каскад будет составлять:
Ко==4.5дБ
или 1.6 раза
(Ом);
Rэ=
(Ом);
;
;
Общий уровень частотных искажений равен 3 дБ, то Yв для одного каскада примем равным:
;
;
Подставляя все данные в (4.1.5) находим fв:
Рисунок 4.1.1- Усилитель приёмного блока
широкополосного локатора на четырёх каскадах.
4.2. Расчёт
полосы пропускания входного каскада
Все расчёты ведутся
таким же образом, как и в пункте 4.1 с той лишь разницей что берутся данные для
транзистора КТ3115А-2.Этот транзистор является маломощным,
тем самым, применив
его в первых трёх каскадах, где уровень выходного сигнала небольшой, мы
добьемся меньших потерь мощности.
(Ом);
Rэ=
(Ом);
;
;
Так каr в усилителе 4 каскада и общий уровень
частотных искажений равен 3 дБ, то Yв для одного каскада примем равным:
;
;
Подставляя все данные
в (4.1.5) находим fв:
,
Все требования к
усилителю выполнены
5 Расчёт ёмкостей и
дросселей.
Проводимый ниже
расчёт основан на [2].
(нФ);
(мкГн);
На нижних частотах
неравномерность АЧХ обусловлена ёмкостями Ср и Сэ, поэтому пусть 1,5 dB вносят
Ср и столько
же Сэ.
,
где
(5.1)
R1 и R2 сопротивления соответственно слева и справа от
Ср
Yн допустимые искажения вносимые одной ёмкостью.
(dB), (раз), для Ср1 и (раз), для Сэ.
R1=Rвых(каскада), R2=Rвх(каскада)=Rн=50 (Ом), для Ср1 (межкаскадной),
R1=Rг=Rвых(3-го каскада)=50
(Ом), R2=Rвх(каскада)=Rн=50 (Ом), для Ср2,
,
, ,
,
(Ом),
По формуле (2.4.1)
рассчитаем Ср.
(пФ),
(пФ),
,
,
(нс),
(нФ).
|