В схеме усилителя на входе и на выходе каждого каскада ставится разделительный конденсатор для развязки каскадов по постоянному току.

Так как искажения на низких частотах  в основном определяются разделительной 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:

Переводя искажения из децибел в разы, получаем:

Расчет τн производится по формуле [3]:

                                                                 (6.2)

     где   fН - нижняя частота

            - нормировае исканныжения в разах.

  Номиналы разделительных емкостей можно определить  из соотношения:

, где                                                                     (6.3)

 и – эквивалентные сопротивления, стоящие слева и справа от разделительного конденсатора соответственно.

.

Проведем расчет для разделительных конденсаторов.

- , при , RП=100;

- , при

, где

 - входное сопротивление и сопротивления базовых делителей оконечного каскада;

-, при

, где

 - входное сопротивление и сопротивления базовых делителей входного  каскада;

Рассчитаем элементы RC-фильтра, служащего для устранения паразитной обратной связи через источник питания (пункт 6.1) по формулам

                                              (6.4)

где все токи рассчитаны в пункте 4.4.1

При подстановке численных значений в формулы (7.4) получаем

Для уменьшения внутреннего сопротивления источника питания и сопротивления соединительных проводов (так как источник питания зачастую отделен от самого блока усилителя)  параллельно включают конденсатор, сопротивление которого на нижней частоте диапазона много меньше внутреннего сопротивления источника питания. Ёмкость данного конденсатора рассчитаем по формуле

                                                                           (6.5)

Полагая сопротивление источника RИСТ = 1Ом, по формуле (6.5) рассчитываем:

7 Амплитудно-частотная характеристика усилителя

В соответствии с [8], коэффициент передачи выходного каскада в области верхних частот, при выборе элементов коррекции  и  соответствующими оптимальной по Брауде форме АЧХ, описывается выражением:

,

где      ;

   - нормированная частота;

  ;

  .

Коэффициент передачи предоконечного каскада в области верхних частот описывается выражением:

,

где      ;

   - нормированная частота;

  ;

  ;

;

 – входное сопротивление и емкость нагружающего каскада;

При условии аппроксимации входного сопротивления каскада параллельной RC-цепью, коэффициент передачи входной цепи в области верхних частот описывается выражением [5]:

где ,

.

Таким образом, общий коэффициент передачи усилителя в области верхних частот будет равен:

Так как искажения на низких частотах  в основном определяются разделительной емкостью, то искажения, приходящиеся на одну емкость  равны:

τн для всех емкостей одинакова, поэтому общие искажения в области нижних частот будут равны:

Общий коэффициент передачи усилителя будет равен:

Нормированный график амплитудно-частотной характеристики усилителя представлен на рисунке 7.1

lg(f)

0.841

0.707

40.76МГц

0.8МГц

Рисунок 7.1 Нормированная АЧХ усилителя

8 Заключение

В результате выполненного курсового проекта получена схема электрическая принципиальная широкополосного усилителя. Известны топология элементов и их номиналы. Поставленная задача решена в полном объеме.

Рассчитанный усилитель имеет следующие технические характеристики:

1 Рабочая полоса частот: 0.8-35.4 МГц

2 Линейные искажения

-в области нижних частот не более 3 дБ

-в области верхних частот не более 1,5 дБ

3 Коэффициент усиления 37.742дБ

4 Амплитуда выходного напряжения Uвых=8В

5 Напряжение питания Eп=12В

6 Диапазон рабочих температур: от +10 до +40 градусов Цельсия

Список использованных источников

1 Красько А.С. Проектирование аналоговых электронных устройств - Томск: ТУСУР, 2000.-29с.

2  Мамонкин И.Г. Усилительные устройства. Учебное пособие для вузов - М.: Связь. 1977 г.

3 Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности. Справочник / А.А. Зайцев, А.И. Миркин; Под ред. А.В. Голомедова. – М.: Радио и связь,1989 – 640 с.

4 Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах./ Титов А.А –#"_Hlt509144423">

5 Болтовский Ю.Г. Расчёт цепей термостабилизации электрического режима транзисторов. Методические указания. – Томск: ТИАСУР, 1981 г.

6 Широкополосные радиопередающие устройства / Под ред. О.В. Алексеева. - М.: Связь. 1978.

7 ГОСТ 2.755 – 74 и др. ЕСКД. Обозначения условные и графические в схемах.

8 Титов А.А. Расчет широкополосных усилителей на биполярных транзисторах/ Учебное пособие ,Томск: ТУСУР, 2002.