Підсилювач каналу відеосигналів кольорового телевізора, страница 3

розсіювана потужність   -                                              Р_{к max}=1,200 Вт,

коефіціент передачі струму  -                                        h_21e≥25,

гранична  частота  коефіціента передачі  -                  F_гр=90МГц,

крутість характеристики транзистора  -                         S=60мА/В,

ємність колекторного переходу   -                                  С_к=5,5 пФ,

постійна часу кола зворотнього зв’язку   -                      t_к=250нс.

        

2.3 Визначення загального коефіцієнта підсилення по потужності

        Потужність, яку віддає  джерело сигналу у вхідне коло, розраховуємо за формулою:

Р_дж =U_дж²/R_дж

Вибираємо джерело з параметрами:

U_дж=0,3 В; R_дж= 5кОм.

Тоді P_дж=(0,3)²/(5×10³)=18 мкBт

Для відеопідсилювача на біполярних транзисторах загальний коефіцієнт підсиленя по потужності дорівнює:

К_{р заг}=10lg=10lg=10lg≈56 (дБ),

де a=A²=5²=25 – коефіцієнт, що враховує глибину зворотнього зв’язку.

2.4 Визначення кількості каскадів підсилювача

  Число каскадів підсилювача визначається виходячи з загального коефіціента підсилення за потужністю К_{р заг(дБ)} так, щоб

К_{р заг(дБ)} = К_р1(дБ) + К_р2(дБ) +...+К_рn(дБ).

  Знайдемо коефіцієнт підсилення кінцевого каскаду:

К_рККП=10lg1,2×h²_{21e. min}=10lg1,2×25²≈130 (дБ),

  Тоді мінімальна потужність на вході ККП визначиться так:

Р_вх =P_вих/К_рККП=1,2/130=9,2мВт.

    Очевидно, що інші каскади підсилювача можна побудувати на малопотужних транзисторах.

В якості каскаду попереднього підсилення виберемо схему зі спільним емітером. Для живлення даного каскаду оберемо Е=12 В, а опір навантаження R_н=3 кОм.

  Визначимо тип транзистора для каскаду попереднього  підсилення.

  Визначаємо потужність втрат на колекторі транзистора:

P_к =(8..10)Р_вих=0,015 (Вт).

  В свою чергу максимально допустима напруга колектор-емітер:

U_ке.доп≥_.=13,3...15 В.

  Максимально допустиме значення колекторного струму:

≈4мА<I_k.доп=100 мА.

  Отже, в якості транзистора КПП можна обрати транзистор КТ315Б (n-p-n), що має такі параметри:

максимально-допустима напруга колектор-емітер -  U_ке.доп=15 В,

максимальний постійний струм колектора   -             I_к.доп=100 мА,

 потужність розсіювання  -                                              Р_{к max}=0,15 Вт,

коефіцієнт передачі струму  -                                        h_21e≥50,

гранична  частота  коефіцієнта передачі  -                  F_гр=250 МГц,

крутість характеристики транзистора  -                         S=90..100 мА/В,

ємність колекторного переходу   -                                  С_к=7 пФ,

постійна часу кола зворотнього зв’язку   -                      t_к=500нс.

        Тоді коефіцієнт підсилення цього каскаду:

К_{р(КТ315Б)}=10lg1,2×h²_{21e. min}=10lg1,2×50²=524 (дБ),

    Загальний коефіцієнт підсилення:

К_{р заг}=К_{р(КТ315Б)}+К_рККП=524+130=654 (дБ)

2.5 Розрахунок співвідношення сигнал/шум

   Розрахунок співвідношення сигнал/шум проведемо для першого каскаду  так, як його власні шуми є визначальними для співвідношення сигнал/шум. Як правило, для каскаду на біполярному транзисторі, розраховується мінімальна напруга на вході при заданому відношенні сигнал/шум n=U_сиг/U_шум, 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’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 КТ315Б F_ш = 5дБ=3,162 рази.

При заданому в ТЗ співвідношенню сигнал/шум

n=60 (дБ)=1000 раз і R_вх=R_вих.дж./2=5000/2=2500 (Ом) маємо:

U_вх._min=0,125×1000≈30 (мВ)<U_вх=300 (мВ)

З тотожності видно, що транзистор першого каскаду обраний вірно. Тобто задане співвідношення сигнал/шум  (60 дБ) забезпечується.

2.6 Розподіл частотних та нелінійних спотворень по каскадах

     Частотні спотворення, які вносить транзистор визначаються за формулою:

М_{в т} =,