Реферат: ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине
Курсовая работа 29с., 12 рис., 3 табл., 2 источника.
УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД, ТРАНЗИСТОР, КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ, ЧАСТОТНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ, НАПРЯЖЕНИЕ, МОЩНОСТЬ, ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИЯ, СКВАЖНОСТЬ, КОРРЕКТИРУЮЩАЯ ЦЕПЬ, ОДНОНАПРАВЛЕННАЯ МОДЕЛЬ.
Целью данной работы является приобретение навыков аналитического расчёта усилителя по заданным требованиям.
В процессе работы производился расчёт параметров усилителя, анализ различных схем термостабилизации, были рассчитаны эквивалентные модели транзистора, рассмотрены варианты коллекторной цепи транзистора.
В результате работы получили принципиальную готовую схему усилителя с известной топологией и известными номиналами элементов.
Пояснительная записка выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2002.
Министерство образования Российской Федерации
Томский Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР)

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)
на курсовое проектирование по дисциплине “Схемотехника АЭУ”
1. Тема проекта Импульсный усилитель

2. Сопротивление генератора Rг = 75 Ом.
9. Искажения плоской вершины импульса 5%.
12.Сопротивление нагрузки Rн = 75 Ом.
13.Условия эксплуатации и требования к стабильности показателей усилителя 20 - 45 °С.
14.Срок сдачи проекта на кафедру РЗИ 10.05.2003
.
15.Дата выдачи Задания 22.02.2003
.
Руководитель проектирования _____________
Импульсные усилители нашли широкое применение. Особенно широко они применяются в радиотехнических устройства, в системах автоматики, в приборах экспериментальной физики, в измерительных приборах.
В зависимости от задач на импульсные усилители накладываются различные требования, которым они должны отвечать. Поэтому усилители могут различаться между собой как по элементной базе, особенностям схемы, так и по конструкции. Однако существует общая методика, которой следует придерживаться при проектировании усилителей.
Задачей представленного проекта является отыскание наиболее простого и надежного решения.
Для импульсного усилителя применяют специальные транзисторы, имеющие высокую граничную частоту. Такие транзисторы называются высокочастотными.
Итогом курсового проекта стали параметры и характеристики готового импульсного усилителя.
Исходные данные для курсового проектирования находятся в техническом задании.
Средне статистический транзистор даёт усиление в 20 дБ, по заданию у нас 25 дБ, отсюда получим, что наш усилитель будет иметь как минимум 2 каскада. Однако исходя из условия разной полярности входного и выходного сигнала число каскадов должно быть нечетным, следовательно число каскадов составит 3.
Структурная схема многокаскадного усилителя представлена на рис.2.1
Рисунок 2.1 - Структурная схема усилителя
По заданному напряжению на выходе усилителя рассчитаем напряжение коллектор эмиттер и ток коллектора (рабочую точку).
Рассмотрим два варианта реализации схемы питания транзисторного усилителя: первая схема реостатный каскад, вторая схема дроссельный каскад.
Схема дроссельного каскада по переменному току представлена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 - Схема дроссельного каскада
Исходя из формул 2.1 - 2.4 вычислим напряжение Uкэо и ток Iко.
Схема резистивного каскада по переменному току представлена на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - Схема резистивного каскада
Rк=75(Ом), Rн=75 (Ом), Rн~=37,5 (Ом).
Исходя из формул 2.1 - 2.4 вычислим напряжение Uкэо и ток Iко.
Результаты выбора рабочей точки двумя способами приведены в таблице 2.1.
Выбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров:
Исходя из данных технического задания . Тогда верхняя граничная частота оконечного каскада:
Этим требованиям полностью соответствует транзистор 2Т602А. Параметры транзистора приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Параметры используемого транзистора
Далее рассчитаем выберем схему термостабилизации.
Эмиттерная стабилизация применяется в основном в маломощных каскадах, и получила наиболее широкое распространение. Схема эмиттерной термостабилизации приведена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 - Схема эмиттерной термостабилизации
1. Выберем напряжение эмиттера , ток делителя и напряжение питания ;
Напряжение эмиттера выбирается равным порядка . Выберем .
Ток делителя выбирается равным , где - базовый ток транзистора и вычисляется по формуле:
Напряжение питания рассчитывается по формуле: (В)
Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам:
Данная методика расчёта не учитывает напрямую заданный диапазон температур окружающей среды, однако, в диапазоне температур от 0 до 50 градусов для рассчитанной подобным образом схемы, результирующий уход тока покоя транзистора, как правило, не превышает (10-15)%, то есть схема имеет вполне приемлемую стабилизацию.
4.2 Пассивная коллекторная термостабилизация

Рисунок 4.2 - Схема пассивной коллекторной термостабилизации.
Ток базы определяется Rб. При увеличении тока коллектора напряжение на Uкэо падает и следовательно уменьшается ток базы, а это не даёт увеличиваться дальше току коллектора. Но чтобы стал изменяться ток базы, напряжение Uкэо должно измениться на 10-20%, то есть Rк должно быть очень велико, что оправдывается только в маломощных каскадах.
4.3 Активная коллекторная термостабилизация

Рисунок 4.3 - Схема активной коллекторной термостабилизации
Сделаем так чтобы Rб зависело от напряжения Ut. Получим что при незначительном изменении тока коллектора значительно изменится ток базы. И вместо большого Rк можно поставить меньшее на котором бы падало небольшое (порядка 1В) напряжение.
Статический коэффициент передачи по току первого транзистора bо1=30. U R4
=5В.
P рас1
= U кэо1
*I ко1
= 5*1,68*10 -3
= 8,4 мВт
Еп = U кэо2
+U R4
= 10+5 = 15В (4.3.6)
Данная схема требует значительное количество дополнительных элементов, в том числе и активных. При повреждении емкости С1 каскад самовозбудится и будет не усиливать, а генерировать, т.е. данный вариант не желателен, поскольку параметры усилителя должны как можно меньше зависеть от изменения параметров его элементов. Наиболее приемлема эмиттерная термостабилизация.
5.
Расчёт параметров схемы Джиаколетто

Рисунок 5.1 - Эквивалентная схема биполярного транзистора (схема
Ск(треб)=Ск(пасп)* =4× =8,9 (пФ), где
Ск(треб)-ёмкость коллекторного перехода при заданном Uкэ0,
Ск(пасп)-справочное значение ёмкости коллектора при Uкэ(пасп).
rб= =33,5 (Ом); gб= =0,03 (Cм), где (5.1)
-справочное значение постоянной цепи обратной связи.
-справочное значение статического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером.
fт-справочное значение граничной частоты транзистора при которой =1
Ri-выходное сопротивление транзистора,
Uкэ0(доп), Iк0(доп)-соответственно паспортные значения допустимого напряжения на коллекторе и постоянной составляющей тока коллектора.
где К 0
- коэффициент усиления резисторного каскада
где τ в
- постоянная времени верхних частот резисторного каскада
где τ - постоянная времени верхних частот
где S 0
- крутизна проходной характеристики
где С вх
- входная динамическая емкость каскада
где f в
- верхняя граничная частота
- верхняя граничная частота при условии что на каждый каскад приходится по 0,75 дБ искажений.
Данное значение верхней граничной частоты не удовлетворяет требованиям технического задания, поэтому потребуется введение коррекции.
6. Расчет высокочастотной индуктивной коррекции

Схема высокочастотной индуктивной коррекции представлена на рисунке 6.1.
Рисунок 6.1 - Схема индуктивной высокочастотной коррекции
Высокочастотная индуктивная коррекция вводится для коррекции искажений АЧХ вносимых транзистором. Корректирующий эффект в схеме достигается за счет возрастания сопротивления коллекторной цепи с ростом частоты усиливаемого сигнала и компенсации, благодаря этому, шунтирующего действия выходной емкости транзистора.
Коэффициент усиления каскада в области верхних частот, при оптимальном значении равном:
Очевидно что при неизменном R к
коэффициент усиления К 0
- не изменится.
в
, и параметры рассчитанные по формулам 5.7, 5.8, 5.9.
L к
= 75*6.55*10 -9
=4.9*10 -9
(Гн)
7.1 Расчет рабочей точки. Транзистор VT2

Рисунок 7.1 - Предварительная схема усилителя
Кроме того при выборе транзистора следует учесть: f в
=14 (МГц).
Этим требованиям соответствует транзистор КТ339А. Однако данные о его параметрах при заданном токе и напряжении недостаточны, поэтому выберем следующую рабочую точку:
Таблица 7.1 - Параметры используемого транзистора
Рассчитаем параметры эквивалентной схемы для данного транзистора используя формулы 5.1 - 5.13.
Ск(треб)=Ск(пасп)* =2× =1,41 (пФ), где
Ск(треб)-ёмкость коллекторного перехода при заданном Uкэ0,
Ск(пасп)-справочное значение ёмкости коллектора при Uкэ(пасп).
rб= =17,7 (Ом); gб= =0,057 (Cм), где
-справочное значение постоянной цепи обратной связи.
-справочное значение статического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером.
fт-справочное значение граничной частоты транзистора при которой =1
Ri-выходное сопротивление транзистора,
Uкэ0(доп), Iк0(доп)-соответственно паспортные значения допустимого напряжения на коллекторе и постоянной составляющей тока коллектора.
– входное сопротивление и входная емкость нагружающего каскада.
- верхняя граничная частота при условии что на каждый каскад приходится по 0,75 дБ искажений. Желательно ввести коррекцию.
7.1.1 Расчет высокочастотной индуктивной коррекции

Схема высокочастотной индуктивной коррекции представлена на рисунке 7.2.
Рисунок 7.2 - Схема высокочастотной индуктивной коррекции
Высокочастотная индуктивная коррекция вводится для коррекции искажений АЧХ вносимых транзистором. Корректирующий эффект в схеме достигается за счет возрастания сопротивления коллекторной цепи с ростом частоты усиливаемого сигнала и компенсации, благодаря этому, шунтирующего действия выходной емкости транзистора.
При неизменном R к
коэффициент усиления не будет изменятся.
τ ,τ в
и S 0
рассчитываются по 5.7, 5.8, 5.9.
= - верхняя граничная частота корректированного каскада при условии что на каждый каскад приходится по 0,75 дБ искажений.
7.1.2 Расчет схемы термостабилизации

Используем эмиттерную стабилизация поскольку был выбран маломощный транзистор, кроме того эмиттерная стабилизация уже применяется в рассчитываемом усилителе. Схема эмиттерной термостабилизации приведена на рисунке 4.1.
1. Выберем напряжение эмиттера , ток делителя и напряжение питания ;
Напряжение эмиттера выбирается равным порядка . Выберем .
Ток делителя выбирается равным , где - базовый ток транзистора и вычисляется по формуле:
Напряжение питания рассчитывается по формуле: (В)
Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам:
В диапазоне температур от 0 до 50 градусов для рассчитанной подобным образом схемы, результирующий уход тока покоя транзистора, как правило, не превышает (10-15)%, то есть схема имеет вполне приемлемую стабилизацию.
В качестве транзистора VT1 используем транзистор КТ339А с той же рабочей точкой что и для транзистора VT2:
Рассчитаем параметры эквивалентной схемы для данного транзистора используя формулы 5.1 - 5.13 и 7.1 - 7.3.
Ск(треб)=Ск(пасп)* =2× =1,41 (пФ), где
Ск(треб)-ёмкость коллекторного перехода при заданном Uкэ0,
Ск(пасп)-справочное значение ёмкости коллектора при Uкэ(пасп).
rб= =17,7 (Ом); gб= =0,057 (Cм), где
-справочное значение постоянной цепи обратной связи.
-справочное значение статического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмитером.
fт-справочное значение граничной частоты транзистора при которой =1
Ri-выходное сопротивление транзистора,
Uкэ0(доп), Iк0(доп)-соответственно паспортные значения допустимого напряжения на коллекторе и постоянной составляющей тока коллектора.
– входное сопротивление и входная емкость нагружающего каскада.
- верхняя граничная частота при условии что на каждый каскад приходится по 0,75 дБ искажений. Данное значение f в
удовлетворяет техническому заданию. Нет необходимости в коррекции.
7.2.1 Расчет схемы термостабилизации

Как было сказано в пункте 7.1.1 в данном усилителе наиболее приемлема эмиттерная термостабилизация поскольку транзистор КТ339А является маломощным, кроме того эмиттерная стабилизация проста в реализации. Схема эмиттерной термостабилизации приведена на рисунке 4.1.
1. Выберем напряжение эмиттера , ток делителя и напряжение питания ;
Ток делителя выбирается равным , где - базовый ток транзистора и вычисляется по формуле:
Напряжение питания рассчитывается по формуле: (В)
Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам:
8. Искажения вносимые входной цепью
Принципиальная схема входной цепи каскада приведена на рис. 8.1.
Рисунок 8.1 - Принципиальная схема входной цепи каскада
При условии аппроксимации входного сопротивления каскада параллельной RC-цепью, коэффициент передачи входной цепи в области верхних частот описывается выражением:
– входное сопротивление и входная емкость каскада.
Значение входной цепи рассчитывается по формуле (5.13), где вместо подставляется величина .
В принципиальной схеме усилителя предусмотрено четыре разделительных конденсатора и три конденсатора стабилизации. В техническом задании сказано что искажения плоской вершины импульса должны составлять не более 5%. Следовательно каждый разделительный конденсатор должен искажать плоскую вершину импульса не более чем на 0.71%.
Искажения плоской вершины вычисляются по формуле:
где R л
, R п
- сопротивление слева и справа от емкости.
Вычислим С р
. Сопротивление входа первого каскада равно сопротивлению параллельно соединенных сопротивлений: входного транзисторного, Rб1 и Rб2.
Сопротивление выхода первого каскада равно параллельному соединению Rк и выходного сопротивления транзистора Ri.
где С р1
- разделительный конденсатор между Rг и первым каскадом, С 12
- между первым и вторым каскадом, С 23
- между вторым и третьим, С 3
- между оконечным каскадом и нагрузкой. Поставив все остальные емкости по 479∙10 -9
Ф, мы обеспечим спад, меньше требуемого.
В данном курсовом проекте разработан импульсный усилитель с использованием транзисторов 2Т602А, КТ339А, имеет следующие технические характеристики:
- сопротивление генератора и нагрузки 75 Ом;
Схема усилителя представлена на рисунке 10.1.
При вычислении характеристик усилителя использовалось следующее программное обеспечение: MathCad, Work Bench.
1. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник/ А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др. Под редакцией А.В. Голомедова.-М.: Радио и Связь, 1989.-640с.
2. Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах. Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию для студентов радиотехнических специальностей / А.А. Титов, Томск: Том. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2002. - 45с.

Название: ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Раздел: Рефераты по радиоэлектронике
Тип: реферат
Добавлен 05:38:53 24 августа 2005 Похожие работы
Просмотров: 1484
Комментариев: 16
Оценило: 5 человек
Средний балл: 4.8
Оценка: неизвестно   Скачать

4.2 Пассивная коллекторная термостабилизация
4.3 Активная коллекторная термостабилизация
5. Расчёт параметров схемы Джиаколетто
6. Расчет высокочастотной индуктивной коррекции
7.1 Расчет рабочей точки. Транзистор VT2
7.1.1 Расчет высокочастотной индуктивной коррекции
7.1.2 Расчет схемы термостабилизации
7.2.1 Расчет схемы термостабилизации
8. Искажения вносимые входной цепью
Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ
Постоянная рассеиваемая мощность (без теплоотвода)
Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ
Постоянная рассеиваемая мощность (без теплоотвода)
Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Если Вам нужна помощь с учебными работами, ну или будет нужна в будущем (курсовая, дипломная, отчет по практике, контрольная, РГР, решение задач, онлайн-помощь на экзамене или "любая другая" учебная работа...) - обращайтесь: https://clck.ru/P8YFs - (просто скопируйте этот адрес и вставьте в браузер) Сделаем все качественно и в самые короткие сроки + бесплатные доработки до самой сдачи/защиты! Предоставим все необходимые гарантии.
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Контрольная Работа По Математике 6 Кузнецова
Курсовая работа: Политика и личность
Части Диссертации
Дипломная работа по теме Методы обучения, их классификация и использование учителем ОБЖ
Реферат На Тему Князь К.­В.Острозький
Дипломная работа по теме Использование фитбол-гимнастики для коррекции нарушения осанки у дошкольников
Реферат по теме Реформы Солона и Клисфена
Реферат: Проектирование ленточного транспортера
Сочинение Как Я Провел Каникулы Летом
Контрольная работа по теме Проектирование девятиэтажного жилого дома
Реферат по теме Сущность управленческих решений
Реферат: Корея
Контрольная работа по теме Транспортная задача с ограничениями возможных транспортных средств
Курсовая работа: Анализ экономических показателей деятельности предприятия
Основные Принципы Международного Права Реферат
Социальная Природа Конфликтов Реферат
Реферат: Jefferson Vs Polk Expansionism Compared Essay Research
Курсовая работа по теме Психологічний аналіз опосередкованого запам'ятовування у молодших та старших школярів
Кредитная Политика Группы Всемирного Банка Курсовая
Курсовая работа: Разработка программной системы для отдела метрологической обеспечения университета
Доклад: Орфей
Реферат: Реферат по ОБЖ, Тема: СПИД
Реферат: Маркетинговый анализ услуг кадрового агентства на рынке труда квалифицированных специалистов