Меню
Поиск



рефераты скачать Усилитель вертикального отклонения

Сk = 5,05 пФ.

Частота единичного усиления транзистора:

fТ = 800 МГц – берем из технической документации (см. прил.3)

Из формулы (23) следует, что τТ = 200 пс.

         Граничная частота коэффициента передачи тока базы рассчитывается по формуле (24):

fß = 7,27 МГц.

Из формулы (24) следует: τß= 21 нс.

         Диффузионная емкость эмиттера рассчитывается по формуле (25):

Cbe = 218 пФ.

        

Граничная частота крутизны транзистора рассчитывается по формуле (26):

где = 2,74 нс.

fs = 58 МГц.

         Граничная частота передачи тока эмиттера:

.                                                                                         

        

4.4.7. Расчет емкости нагрузки.

         Согласно формуле (5) емкость нагрузки равна:

Сн = 12 пФ.

        

4.4.8. Выбор сопротивления Rg источника сигнала ОК.

         Сопротивление источника сигнала – выходное сопротивление предшествующего каскада. Исходя из предполагаемой схемотехники:

Rg = 50 Ом.


         4.4.9. Выбор эмиттерного сопротивления R7 и R8 в цепи коррекции.

          Выбираем из условия отсутствия выброса на ПХ оконечного каскада в апериодическом режиме:

,

(29)

где Rbg –сопротивление источника сигнала, Ом;

Re < 84,8 Ом.

Выберем R7 и R8 = 23,7 кОм из ряда E96.

        

4.4.10. Выбор емкости С1 коррекции.

         Рассчитаем емкость коррекции по формуле:

,

(30)

С1 = 624 пФ. Выберем эту емкость подстроечной.


         4.4.11. Определение верхней граничной частоты каскада.

         Постоянная времени каскада в области ВЧ для режима компенсации полюса нулем:

,

(31)

τbpz = 2,4 нс.

Время нарастания ПХ определяем по формуле:

τнар = 2,2 τbpz,

(32)

τнар = 5,28 нс.

Из полученного значения получаем верхнюю граничную частоту исходя из выражения:

,

(33)

fв = 30,1 МГц.


         4.4.12. Расчет КУ в области СЧ.

         Вычислим КУ по формуле:

,

(34)

K=71,2.


         4.4.13. Расчет каскада по постоянному току.

         Рассчитаем изменение напряжения база-эмиттер Ube при изменении температуры в заданном интервале:

,

(35)

Где     - температурный коэффициент;

t1 = 10 ºC;

t2 = 35 ºC – значения берем из ТЗ.

ΔUbe = 55 мВ.

         Рассчитаем изменение коэффициента передачи тока базы ß при изменении температуры в заданном интервале:

,

(36)

где а = 1%/ ºC.

Δß=30.

         Рассчитаем изменение теплового тока коллекторного перехода ΔIkT при изменении температуры в заданном диапазоне:

,

(37)

где    IkT (t0) – обратный тепловой ток коллекторного перехода при температуре окружающей среды t0 = 25 ºC.

IkT (t0) = 0,1 мкА – значение берем из технической документации на транзистор (см. прил. 3);

ΔIkT = 0,24 мкА.

Рассчитаем полное сопротивление эмиттерной цепи, необходимое для достижения требуемой температурной стабильности:

,

(38)

где    = 0,37 мкА;

         Rbe – внешнее сопротивление цепи базы (сопротивление генератора)

         Ni – коэффициент температурной нестабильности.

Зададим значение Ni = 3.

Rэр = 398 Ом.

         Выбор режимного сопротивления R9:

,

(39)

R9 = 187 Ом. Выберем значение R9 = 182 Ом из ряда номинальных значений Е96.

         Определение входного импеданса каскада:

         Входное сопротивление оценим по формуле:

,

(40)

Rвх = 280 Ом.

         Входная емкость определяется по формуле:

,

(41)

где    Co – эквивалентная входная динамическая емкость каскада, вычисляемая по формуле:

,

(42)

        

F – фактор связи, определяемый выражением:

,

(43)

F = 22,87

       Ck – емкость коллекторного перехода;

       Сk = 1.5пФ

C0 = 3,34 нФ.

Свх = 147 пФ.


4.4.14. Расчет режимных параметров каскада.     

Мощности резисторов

1. Коллекторная цепь (R2, R3):

PRk = Ikp2Rk = 1,683 Вт.                                                                              

2. Эмиттерная цепь:

PRe = IRpt2Rpt+IRoc2Roc = 0,677 Вт.                                                              

3. Общая потребляемая  мощность от источника питания:

P = PRk+ PRe = 2,36 Вт.                  

4. Рабочие напряжения конденсаторов:

Для ёмкости цепи обратной связи:

UCe = IerRer = 0,711 В.                    

5. Ток потребления от источника питания:

Iпот = 2Ikr = 60 мА

6. Расчет цепи базы транзисторов VT1 и VT2.

Потенциал базы определяется выражением:

Uб = Eп1*R4/(R1+R4),

(44)

где Eп1 – напряжение «верхнего» источника питания, В. (см. рис. 4.2.).

Eп1 = 100 В.

Исходя из этого, выберем следующие значения сопротивлений:

R1 = 33 кОм из ряда номинальных значений E24;

R1 = 2 кОм из ряда номинальных значений E24.

       При этом ток делителя должен быть много больше тока базы. Ток базы является микроамперным. Ток делителя определяется выражением:

Iдел = Eп1/(R1+R4).

(45)

Iдел = 2,86 мА.

Таким образом, условие Iдел >> Iб выполняется.


4.5. Выбор схемотехники и расчет фазоинверсного каскада.

4.5.1. Выбор схемотехники.

 Требования к параметрам ФИ приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Требования, накладываемые на ФИ

Uвых, В

К0

fв, МГц, не менее

tф, нс, не более

1,2

4

50

200

Для реализации требований к ФИ выполним его по схеме двух усилителей на ОУ, один из которых является инвертирующим, другой – неинвертирующим (см. рис.4.3). Ознакомившись с характеристиками современных ОУ, было решено построить фазоинверсный каскад на операционных усилителях LM7171A_NS фирмы National Semiconductor. Параметры используемых ОУ приведены в приложении 4.

Рис. 4.3. Фазоинверсный каскад


4.5.2. Выбор сопротивлений R2 и R3 неинвертирующего усилителя.

Параметры неинвертирующего усилителя  на ОУ определяются исходя из выражения:

Kн = R3/R2 + 1,

(46)

где  Kн – КУ неинвертирующего усилителя;

       R2, R3 – сопротивления в цепи обратной связи (см. рис. 4.3), Ом.

Кн = 2;

R2 = R3 = 511 Ом из ряда номинальных значений E96.


4.5.3. Выбор сопротивлений R4 и R5 инвертирующего усилителя.

Параметры инвертирующего усилителя  на ОУ определяются исходя из выражения:

Kи = - R5/R4 ,

(47)

где  Kи – КУ инвертирующего усилителя;

       R4, R5 – сопротивления в цепи обратной связи (см. рис. 4.3), Ом.

Ки = -2;

R5 = 1,5 кОм из ряда номинальных значений E96;

R4 = 750 Ом из ряда номинальных значений E96.


4.5.4. Оценка погрешности по постоянному току неинвертирующего усилителя.

Оценим погрешность по постоянному току для DA1 по формуле:

Eош.вх = Uсм+Jсм∙ + Jсдв∙ ,

(48)

где  Uсм – напряжение смещения нуля, мВ, определяемое выражением:

Uсм = Uсм0+C∙DT,

(49)

где Uсм0 – справочное значение напряжения смещения нуля, 4мВ;
      С– дрейф нуля, мкВ/°С;

      DT – диапазон рабочих температур, °С;       Jсм – ток смещения, мкА;

        Jсдв – ток сдвига, мкА.
DT = 25°С;

Из справочных данных на ОУ (см. прил.4) берем:

Uсм0 = 4мВ;

С = 35мкВ/°С;
Jсм = 4мкА;

Jсдв = 10мкА;

Eош.вх.DA1 = 8,452 мВ.


4.5.5. Оценка погрешности по постоянному току инвертирующего усилителя.

Оценим погрешность по постоянному току для DA2 по формуле:

Eош.вх = Uсм+Jсм∙ + Jсдв∙ ,

(50)

DT = 25°С;

Из справочных данных на ОУ (см. прил.4) берем:

Uсм0 = 4мВ;

С = 35мкВ/°С;
Jсм = 4мкА;

Jсдв = 10мкА;

Eош.вх.DA2 = 11,875 мВ.

       Примечания:

1.  Погрешности обоих ОУ малы по сравнению с амплитудой сигнала на выходе ФИ, которая составляет 1,2 В (см. табл. 4.1).

2. Требуемую верхнюю граничную частоту и длительность фронта фазоинверсного каскада обеспечивают соответственно частота единичного усиления и скорость нарастания выходного напряжения используемого ОУ (см. прил.4).

4.5. Выбор схемотехники и расчет каскада задержки.

4.5.1. Выбор схемотехники.

 Требования к параметрам каскаду линии задержки приведены в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Требования, накладываемые на ЛЗ

Uвых, В

К0

fв, МГц, не менее

tф, нс, не более

0,3

0,5

73,8

5

       Для реализации требований, накладываемых на ЛЗ, была выбрана схемотехника согласованной линии задержки, представленной на рис. 4.4.

Рис.4.4. Каскад задержки


4.5.2. Исходные данные для расчета ЛЗ.

§        Волновое сопротивление                 ρ = 100Ом;

§        Время задержки                               τз = 100нс;

§        Число рядов                                     n = 2;

§        Толщина подложки                          d =0,22мм;

§        Диэлектрическая проницаемость    ε = 2;

§        Ширина звена                                   а = 1мм;

§          Высота звена                                    b = 2мм;

§          Расстояние между рядами               у = 3мм.


      

       4.5.3. Расчет параметров ЛЗ.

       Определение погонной емкости:

С0 = 10-11 ∙ε (1+a/d).

(51)

С0 = 110,909пФ.

Определение погонной индуктивности.

L0 = ρ2 ∙C0.

(52)

L0 = 1,109мкГн

Коэффициент связи между звеньями:

Ксв = 0,5∙exp(107∙L0/8).

(53)

Кcв = 2.

Высота звена:

m = 1/(π∙fs∙(L0∙C0)0.5).

(54)

m = 42мм.

Время задержки сигнала обусловленное одним звеном:

Тзв = m∙(L0∙C0)0.5.

(55)

Тзв = 0,4684нс.

Общее число звеньев:

s = τз/Тзв.

(56)

s = 213,503.

 

4.5.4. Расчет условий согласования ЛЗ.

Условием согласования ЛЗ является равенства выходного сопротивления источника сигнала и сопротивления нагрузки волновому сопротивлению ЛЗ.

Источником сигнала является ОУ предшествующего каскада, выходное сопротивление которого является бесконечно малым по отношению к волновому сопротивлению ρ линии задержки (см. п.4.5.2.). Поэтому последовательно с источником сигнала ставится резистор, значение сопротивления которого составляет:

R1 = 100 Ом.

Выходное сопротивление каскада задержки – входное сопротивление фазоинверсного каскада. Напомним, что на входе последнего стоят два ОУ, у которых входное сопротивление бесконечно большое по отношению к волновому сопротивлению ЛЗ. Поэтому параллельно ФИ ставят резистор с сопротивлением, равным волновому:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6




Новости
Мои настройки

   рефераты скачать  Наверх  рефераты скачать  

© 2009 Все права защищены.