Другие предметы \ Устройства усиления сигналов

Розрахунок підсилювача програвача CD, страница 3

S_o=200 mА/В

Оскільки даний каскад зібраний за схемою з СК, то:

К_р(ск)=0,7h_21е=0,7*25=17,5=12,4дБ

Вхідна потужність цього каскаду:

Р_вх=Р_вих.пл/К_р=7,5/17,5=0,428Вт

Амплітуда імпульсів колекторного струму транзистора VT2 повинна перевищувати значення амплітуди базового струму ККП приблизно в 2..3 рази:

I_mVT₂=(2..3)I_mVT₄/h_21е=2*2,73/25=0,22А

Виходячи з приведених обчислень в якості VT2 можна вибрати транзистор КТ603А із слідуючими параметрами:

Р_кдоп=0.5Вт,

U_кдоп=50В,

I_кдоп=300мА,

h₂₁_e.мін=10 ,

f_гр=200МГц,

С_к=15нФ

t_к=400пс

S_o=100мА/В.

Коефіцієнт підсилення по потужності, значення амплітуди імпульсу базового струму та величина вхідної потужності визначається як:

К_р_VT2(се)=0,3h_21е²=30=14,8дБ

І_б_mVT2=I_m/h₂₁_e=0,06/10=0,006А

Р_вх_VT2=Р_вих_VT2/K_pVT₂=0,014А

В якості транзистора VT1 доцільно застосувати транзистор КТ3102А, з такими параметрами:

Р_{к доп}=250мВт

I_к
доп=100мА

U_Кдоп=50В

h₂₁_e_м_in=100

f_гр=300МГц

С_к=6пФ

t_к=100пс

S_o=100мА/В

К_р_VT_1(се)=0,3h₂₁_e²=0,3*100²=3000=34,8дБ

2.5Визначення необхідного загального коефіцієнта підсилення за потужністю

Кр _{заг.
(дБ)}= 10 Lg Р_вих.а₁ а₂ а₃ / Р_дж

Де потужність джерела сигналу визначається

Р_дж = (U_mвх.)² / 2R_вих.дж

З літератури [ 4 ]

U_мі_n.вх = 1 В ,

R_вих.дж = 200Ом ,

а звідси :

Рдж. =1/(2*200) =2.5мВт.

При введенні ВЗЗ з глибиною А=1+bк і при умові , що коло ЗЗ не охоплює весь пристрій коефіцієнт а1=А^2,, при А=2, а1=4.

Коефіцієнт а2 враховує вплив регуляторів форми АЧХ . Якщо регулятор тембра забезпечує як ”завал “ так і “підйом” частотної характеристики, то згасання сигналу можна розрахувати за формулою:

N_рт(дБ)= N_+(дБ)+(2…3)_(дБ)

де N_+(дБ)-необхідний підйом АЧХ .У відповідності з ТЗ - N_+(дБ)=26 дБ, отже N_рт(дБ)=28дБ. Наявність згасання N_рт(дБ)потребує додаткового підсилення по потужності, тому загальний коефіцієнт підсилення повинен бути збільшений у N_ртраз. При умові забезпечення “підйому” та “завалу” АЧХ регулятором тембра , величини а2= N_рт.,отже а2=25,11раз.

У звязку з лінійністю АЧХ підсилювача коефіцієнт а3=1.

Отже коефіцієнт загального підсилення:

Кр_{заг.(дБ)} = 10Lg((15*4*25,11)/2,5*10^-3 = 57,8 дБ

К_{р заг}= К_р_VT4 +К_р_VT2 +К_р_VT1= 12,4+14,8+34,8=62дБ

2.6 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:

[мВ]

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

DF-смуга робочих частот пристрою , кГц

F_ш- відносний коефіцієнт шуму біполярного транзистора першого каскаду (довідникова величина), для транзистора КТ3102А F_ш=4дБ=1,6раз.

При заданому в ТЗ співвідношенню сигнал / шум

n = 60 дБ = 1000 раз

Rвх. = R_вих.дж./2 = 200/2 = 100 Ом

звідки:

З тотожності видно, що транзистор першого каскаду обраний вірно.

2.7 Розрахунок частотних спотворень

Частотні властивості біполярного транзистора в різних схемах включення характерізуються граничними частотами, які не повинні перевищувати верхню граничну частоту пристрою.

Частотні спотворення для першого каскаду:

, де