Схемотехническое проектирование усилителя импульсных сигналов (структура усилителя - OК-ОЭ-ОБ, Еп+ 9 В, Еп- 5 В), страница 7

тракта в целом между всеми его n звеньями, существенно влияющими на появление спада вершины импульса:

D=1% /100%=0,01;

Наибольший спад(в 5..15 раз, больший чем разделительные цепи) создаёт блокировочный конденсатор в цепи эмиттера, поэтому:

D_Ср1=(1/10) ×D =0,001 – спад созданный разделительным конденсатором С_р1 ;

D_Ср2=(1/5) ×D =0,002 – спад созданный разделительным конденсатором С_р2 ;

D_Сб1=(1/10) ×D =0,001 – спад созданный блокировочным конденсатором С_б1 ;

D_Сб2=(2/5) ×D =0,004 – спад созданный блокировочным конденсатором С_б2 в цепи эмиттера каскада ОЭ.

D_Сб3=(1/10) ×D =0,001 – спад созданный блокировочным конденсатором С_б3 ;

D_Сб4=(1/10) ×D =0,001 – спад созданный блокировочным конденсатором С_б4 стоящего в цепи ОС.

11.2. Определим граничные частоты f_i всех n звеньев тракта:

f_i=D_i/2×p×t_и , где D_i – спад вершины импульса вследствие влияния на переходную

характеристику тракта его i – го звена.

f_Ср1=0,001/2×p× 150×10^-6= 1,06 Гц;

f_Ср2=0,002/ 2×p× 150×10^-6 = 2,12 Гц;

f_Сб1=0,001/2×p× 150×10^-6= 1,06 Гц;

f_Сб2=0,004/2×p× 150×10^-6= 4,3 Гц;

f_Сб3=0,001/2×p× 150×10^-6= 1,06 Гц; 

f_Сб4=0,001/2×p× 150×10^-6= 1,06 Гц; 

11.3. Вычисление требуемых значений С_б и С_р по найденном значениям f_i ;

Для ОЭ:

R_f= R_э2=500 Ом;

С_б2³1/2×p× f_Сб2× R_э2×(1+ g₂₁× R_f )=1,9 мкФ;

Для ОБ:

С_б2³1/2×p× f_Сб3× R_б3=38 мкФ;

С_р1³1/2×p× f_Ср1× (R_с+R_вх);

R_вх= R^¢₁ || R₂|| R_вхОК=(1/ R^¢₁ +1/R₂+1/R_вхОК)^-1= 2,5 кОм;

С_р1³1/2×p× f_Ср1× (R_с+R_вх)=60 мкФ;

С_р2³1/2×p× f_Ср1× (R_н+R_вых); R_вых=(1/R^¢_к3+1/ R¢¢+1/ R_выхОБ)=1,8 кОм;

С_р2³1/2×p× f_Ср2× (R_н+R_вых)=15 мкФ;

11.4. Оценка значения нижней граничной частоты f_н для тракта в целом.

D=2×p× f_н× t_и Þ  f_н=D/2×p×t_и=10,6 Гц;

11.5. Расчёт требуемого значения ёмкости конденсатора С_б4 , стоящего в цепи ОС:

С_б4 >>1/2× f_н×R^* , где R^* - полное сопротивление цепи, внешней по отношению к

конденсатору С_б4 ;

R^*=( R¢+ R^¢₁+R_c||R_вхОК||R₂)||( R¢¢+ R^¢_к3||R_н||R_выхОК)=[9940+5400+(1/1,1+1/85000+

+1/4800)^-1] || [3560+(1/3560+1/3000+1/53,13)^-1]=15341,1×3612/(15341,1+3612)=

=2,924 кОм;

С_б4 >>16,1 мкФ;

12.Оценка значения коэффициента усиления тракта в целом(10 этап).

Общий сквозной коэффициент усиления 3 – х каскадного усилителя:

К_å=К_вх×К₁×К₂×К₃ , где К_вх,К₁,К₂,К₃ – коэффициенты передачи входной цепи и трёх следующих за ней каскадов.

К_вх=1/(1+ g_вх× R_с);

g_вх=1/ R₁+1/ R₂+1/ R_вхОБ=0,019 См;

К_вх=0,98;

К₁=К_ОК=0,98(см.п.8.3.);

К₂=К_ОЭ=0,799(см.п.8.3.);

К₃=К_ОБ=g^*₂₁/[g_н3×(1+g^*₁₁×R_б3)+g^*₂₂], где {g^*} – усреднённые g – параметры, их использование при расчёте коэффициента усиления оконечного каскада ОБ

продиктовано тем, что условие малосигнальности может не выполняться.

При этом в формуле для вычисления g^*₂₁ в качестве I_к01 следует принять исходное значение коллекторного тока I_к03=2мА, а в качестве тока

I_к02=I_к03+U_м× g_эквОБ =3,82 мА.

Т.о.

g^*₂₁=[ I_к01/m₁×U_т+ I_к02/m₂×U_т]/2; 

m₁=1,023( из п.7.2);

m₂=1+ r_б× I_к02/0,026× h_21э=1,044;

g^*₂₁=0,22 См;

g^*₁₁= g^*₂₁/ h_21э=0,0022 См;

g^*₂₂=[ I_к01/| U_er|+ I_к02/| U_er|]/2=0,039 См;

g_н3=1/ R_н+1/ R_к3=0,56 мСм;

К₃=К_ОБ=5

Т.е. К_å=3,8

13. Выводы:

В ходе выполнения курсовой работы я в какой – то степени овладел необходимыми для будущего инженера навыками схемотехнического проектирования импульсных и широкополосных усилителей на этапах, предшествующих проведению расчётов схемы на ЭВМ. Расчёты выполненные

выше имеют недостаточную для верного определения параметров и элементов схемы усилителя  в ряде пунктов точность, но могут быть использованы как предварительные  необходимые для дальнейшего более точного анализа схемы.

В процессе расчётов получены все необходимые данные о элементах схемы, как на постоянном, так и на переменном токах. Произведён анализ различных

факторов влияющих на работу схемы: в частности дестабилизирующего воздействия, ООС, паразитных ёмкостей. Оценены коэффициенты усиления

отдельных каскадов и схемы в целом.  

14.Список использованной литературы:

- «Схемотехническое проектирование усилителя импульсных сигналов»,

   Учебное пособие по курсовому проектированию, Павлов В.Н.

- Конспект лекций по СТАЭУ.

Список использованных программ:

- Microsoft Word

- Mathcad

- Exel