Розрахунок структурної схеми кінескопа з опором 3 кОм

1 Розрахунок структурної схеми пристрою

1.1 Визначення опору навантаження

Для каскаду кінцевого підсилення навантаженням є кінескоп  опір якого становить R_Н  = 3 кОм [1].

1.2 Вибір схеми включення каскаду кінцевого підсилення

Для даного завдання доречно використати схему каскаду кінцевого підсилення зі спільним емітером, що буде працювати в режимі класу А. Це зумовлено необхідністю мінімальних нелінійних спотворень та рівнем вихідного сигналу.

Отже, значення напруги на виході ККП повинно становити половину напруги модуляції [1]

                                    ,                                             (1.2.1)

(В).

при ввімкненні ККП за схемою із спільним емітером.

1.3 Визначення вихідної потужності підсилювача

Вихідна потужність каскаду кінцевого підсилення  визначається за формулою

   ,                                                       (1.3.1)

 (Вт) .

1.4 Вибір активного елементу для каскаду кінцевого підсилення

Для вибраного режиму схеми ККП в п. 1.2, щоб визначити типи активних елементів необхідно дотримуватись наступних умов [2]:

1) Частотна характеристика: , звідки  значення  повинно перевищувати

 МГц.

2) Максимальна потужність що розсіюється на колекторі Р_К повинна вибиратись з умови

                                       ,                         (1.4.1)

(Вт).

3) Максимальне значення колекторного струму буде дорівнювати сумі струмів

,                                     (1.4.2)

 ,

 (А).

4) Для забезпечення необхідних умов роботи підсилювача, напруга живлення каскаду вибирається з наступної умови

,                              (1.4.3)

де U_ЗАЛ  − залишкова напруга, яка для потужних транзисторів має значення   U_ЗАЛ  = (3…4) В [2].

Вибираємо U_ЗАЛ  = 4 В, тоді напруга живлення  (В).

Приймаємо Е = 120 В.

5) Максимальне значення напруги колектор-емітер буде дорівнювати

,                    (1.4.4)

 (В).

Отже в якості активного елементу ККП вибираємо біполярний транзистор структури n-p-n КТ940А [3], основні характеристики якого представлені в таблиці 1.4.1.

Таблиця 1.4.1 – Характеристики транзистора КТ940А

Максимально-допустима напруга колектор-емітер  UК.Е.МАКС.ДОП., В	300
Коефіцієнт передачі по струму  h21е.МІН	25
Максимально-допустимий постійний струм колектора  IК.МАКС.ДОП., А	0,1
Максимально-допустимий імпульсний струм колектора IК.І.МАКС.ДОП,А	0,3
Розсіювана потужність  РК.МАКС, Вт	10
Гранична частота коефіцієнта передачі  fh21е, МГц	90
Ємність колекторного переходу  СК, пФ	5,5
Максимально-допустима температура переходу  ТП.МАКС., ºС	120
Тепловий опір перехід-корпус RТ.П-К, ºС/Вт	10
Постійна часу кола зворотнього зв’язку   τк, пс.	250

1.5 Вибір активного елементу для каскаду попереднього підсилення

Для каскаду попереднього підсилення необхідно вибрати такий активний елемент, який відповідав би тим самим частотним характеристикам, що і для ККП. Оскільки рівень вхідної та вихідної напруги, з якими буде працювати цей елемент, низький, то вибираємо малопотужний транзистор.

В якості такого транзистора для КПП вибираємо біполярний транзистор структури n-p-n КТ3102А [3], основні характеристики якого представлені в таблиці 1.4.2.

Таблиця 1.4.2 – Характеристики транзистора КТ3102А

Максимально-допустима напруга колектор-емітер  UК.Е.МАКС.ДОП., В	50
Коефіцієнт передачі по струму  h21е	100..250
Максимально-допустимий постійний струм колектора IК.МАКС.ДОП., А	0,1
Максимально-допустимий імпульсний струм колектора IК.І.МАКС.ДОП,А	0,2
Розсіювана потужність  РК.МАКС, Вт	0,25
Гранична частота коефіцієнта передачі  fh21е, МГц	200
Ємність колекторного переходу  СК, пФ	6
Максимально-допустима температура переходу  ТП.МАКС., ºС	125
Тепловий опір перехід-корпус RТ.П-К, ºС/Вт	400
Постійна часу кола зворотнього зв’язку   τк, пс.	100

1.6 Визначення загального коефіцієнта підсилення пристрою по потужності

Для даного пристрою загальний коефіцієнт підсилення по потужності визначається залежністю [1]

,                                    (1.6.1)

де Р_ДЖ - вихідна потужність джерела сигналу, що обраховується за законом

,                                 (1.6.2)

де U_ВИХ.ДЖ - вихідна напруга АМ детектора, рівень якої - 0,3 В;

R_ВИХ.ДЖ  - вихідний опір АМ детектора, значення якого - 5 кОм [3].

Отже, маємо

 (раз),

 (дБ).

Оскільки каскад попереднього підсилення також доцільно включити за схемою із спільним емітером, то коефіцієнт підсилення по потужності для кожного з каскадів буде визначатись

.                                   (1.6.3)

Тоді для КПП і ККП коефіцієнт підсилення по потужності буде відповідно: