Розробка схеми підсилювача відтворення магнітофона, страница 6

Кр_{заг.(дБ)} = 15.4+17,48+47=79.8дБ

          Отриманий величина не відповідає умовам ТЗ. Для одержання необхідного результату введемо ще один каскад попереднього підсилення по схемі зі спільним емітером на транзисторі КТ3102E, довідникові параметри якого приводились раніше.

          Введений каскад дасть можливість отримати додатковий коефіцієнт підсилення

Кр_VT6= 10 lg 0,3 h_21e ² = 10 Lg 0,3 *40000=47дБ

Загальний коефіцієнт підсилення по потужності усього підсилювального каналу дорівнює:

Кр_{заг.(дБ)} = 79.8+47=126.88дБ

          Отже, даний підсилювач буде складатися із чотирьох каскадів підсилення.

2.5 Розрахунок співвідношення сигнал / шум.

          При проектуванні багатокаскадних пристроїв розраховують напругу шуму лише першого каскаду. Рівень шуму першого каскаду визначає  мінімальний рівень вхідного сигналу при заданому відношенні сигнал/шум на вході. Як правило, для каскаду на біполярному транзисторі розраховується мінімальна напруга на вході при заданому відношенні сигнал/шум  n =U_c /U_ш , яке визначає чутливість пристрою.

Величина мінімальної вхідної напруги у режимі узгодження каскаду із джерелом сигналу дорівнює:

 [мкВ]

де, R_вх- еквівалентний опір вхідного кола пристрою (визначається як паралельне з’днання опору джерела сигналу і вхідного опору вхідного каскаду), кОм

DF-смуга робочих частот пристрою , кГц

F_ш- відносний коефіцієнт шума біполярного транзистора першого каскаду (довідникова величина), для транзистора КТ3102E F_ш = 4дБ=2.57раз.

При заданому в ТЗ співвідношенню сигнал/шум 

n = 60 дБ = 1000 раз і    Rвх. = R_вих.дж./2 = 120/2 = 60 Ом  маємо:

Uвх._min= 1\8*1000   = 0,152мВ < U_mвх.=1мВ

          Отриманий результат підтверджує що транзистор першого каскаду обраний вірно.

2.6  Розподіл частотних та нелінійних спотворень по каскадах.

Розподіл частотних спотворень по каскадах виконується окремо для області високих і низьких частот

          Частотні спотворення у області високих частот зумовлені декількома складовими:

2.6.1. Частотні спотворення   Мвт, що визначаються впливом транзистора:

-для каскаду зі спільним емітером:

Мвт=

          -для каскаду зі спільним колектором:

          Мвт=

 де , F_в-верхня частота робочого діапазону пристрою,

       fy_21E-гранична частота транзистора по крутості у схемі зі спільним емітером,

       fy_21К-гранична частота транзистора по крутості у схемі зі спільним колектором

fy_21К =f_Y21e(1+S₀ *R_н)

Для транзистора КТ3102E:

Мвт=»1= 1,7*10 ^–4дБ

Для транзистора КТ502Г (КТ503Г):

fy_21К =51,2 МГц

 Мвт=»1 (раз)=3,31*10 ^–7дБ

Для транзисторів ГТ705Г :

fy_21К =150*10³(1+0.35*4)=360 КГц

 Мвт=»1 (раз)=6,5*10 ^–7дБ

Даними такої розмірності можна знехтувати.

2.6.2. Частотні спотворення  Мв_сх, що вносяться елементами схеми , дБ :

-для резистивного каскаду зі спільним емітером (каскад на VT1, VT6) :

Мв_сх=0,2…0,3 дБ

-для емітерного повторювача (каскади на VТ2,VT3,VT4,VT5):

Мв_сх=0,1…0,15 дБ

Звідси загальна величина частотних спотворень:

Мв_(дБ)= Мв.т+ Мв_.сх.

Мв_(дБ)=3.47*10^-7+3*10^-6+0.15*2+0.25*2= 0,8 дБ ,

Тоді загальна велична чатотних спотворень з врахуванням ВЗЗ:

М_в.заг.=0.17+0.25=1.42дБ

Що відповідає умовам ТЗ:0.42>2дБ 

          Частотні спотворення в області низьких частот зумовлені наявністю у каскаді кіл , що впливають на коефіцієнт підсилення у області низьких частот , і орієнтовно можуть бути визначені для кожного каскаду :

резистивний підсилювальний каскад зі спільним емітером  М_н =0,4…0,8 дБ

резистивний підсилювальний каскад зі спільним колектором  М_н =0,1…0,2 дБ

Отже частотні спотворення пристрою у області НЧ будуть:

Мн_(дБ)= Мн_1(дБ)+ Мн_2(дБ)+ Мн_3(дБ) + Мн_4(дБ)

Мн_(дБ)= 0,8+0,8+0,2+0,2=2 дБ

З врахуванням ВЗЗ,що охоплює VT2(VT3),VT4(VT5,VT1

M_{Н .β бп п}=(( M_{Н . бп п}-1)+1), де M_{Н . бп п}=0,8+0,2+0,2=1,2дБ=1,31(раз)

M_{Н .β бп п}=(1,31-1)/3+1=1,1раз=0,41(дБ)

Тоді M_{Н .заг(дБ)}=0,41+0,8=1,21дБ

Що не відповідає умовам ТЗ.

Тому для зменшення частотних спотворень в області ВЧ , охопимо попередній каскад на VT6 відємним зворотнім звязком А=2

Тоді :

M_{Н.β VT6}=( M_{Н .VT6}-1)/А+1 , де M_{Н. VT6}=0,8дБ=1,208(раз)

M_{Н.β VT6}=(1,20-1)/2+1=1,101(раз)=0,41дБ