Розробка схеми підсилювача НЧ радіоприймача стерео, страница 3

Загальний коефіцієнт підсилення обчислюється за виразом:

Для врахування в підсилювачі від’ємного зворотного зв’язку, наявності регулятора форми АЧХ та проведення корекції АЧХ вводяться коефіцієнти :

а1 - поправочний коефіцієнт, що враховує від’ємний зворотній зв’язок (ВЗЗ), яким потрібно охопити каскади ПЗЧ для зменшення частотних і нелінійних спотворень. А1 = 5, тоді а1 = (А1)2 = (5)2 = 25;

а2 - поправочний коефіцієнт, що враховує вплив регуляторів форми АЧХ. При умові забезпечення “підйому” та “завалу” АЧХ регулятором тембру а2= Nрт.,

Nрт(дБ)= N+(дБ)+(2…3)(дБ)

де N+(дБ)- необхідний підйом АЧХ. N+(дБ)=20 дБ тому Nрт(дБ)=20+2=22 дБ, отже а2=12,6;

2.4 Розрахунок загальної кількості каскадів ПЗЧ.

Каскад кінцевого підсилення БПП на VT1, VT2, VT3 VT4, VT5. має коефіцієнт підсилення за потужністю:

КрБПП (дБ) = Кpvt1+Кpvt2(vt3)+Кpvt4(vt5) = 40,8 + 21,5 + 13,2 = 75,5 дБ

Отриманий коефіцієнт підсилення по потужності перевищує в межах норми потрібний коефіцієнт підсилення (75 дБ).

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. Як правило, для каскаду на біполярному транзисторі розраховується мінімальна напруга на вході при заданому відношенні сигнал/шум n =Uc /Uш , яке визначає чутливість пристрою.

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

 [мкВ]

де, Rвх- еквівалентний опір вхідного кола пристрою, кОм

DF-смуга робочих частот пристрою , кГц

Fш- відносний коефіцієнт шума біполярного транзистора першого каскаду (довідникова величина), для транзистора КТ3102Б Fш = 4дБ=2,5 раз.

При заданому в ТЗ співвідношенню сигнал/шум n = 60 дБ = 1000 та Rвх = 1000 Ом маємо:

Uвхmin= 0,125*1000  = 556 мкВ < Uвх=0,2 В

            З нерівності видно, що транзистор першого каскаду обраний вірно.

2.6. Розрахунок частотних спотворень

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

            Частотні спотворення у області високих частот зумовлені декількома складовими:

1. Частотні спотворення Мвт, що визначаються впливом транзистора:

Для каскаду спільний емітер (VT1):

Мвт VT1 =

Величина fY21e розраховується по формулі:

fh21б= m* fгр

m = 1,6 – для дрейфових дифузійних транзисторів, б = 80 Ом.

Тоді

 Мвт VT1= дБ

Для попереднього каскаду БПП на транзисторах VT2, VT3:

Мвт VT2 ( VT3) =

Мвт VT2( VT3)  =

Для кінцевого каскаду БПП на транзисторах VT4, VT5:

Мвт VT4( VT5) =

Мвт VT4( VT5)  =

2. Частотні спотворення Мвсх, що вносяться елементами схеми :

- для схеми спільний колектор:

Мв ск  = 0,1 дБ

- для схеми спільний емітер:

Мв се = 0,3 дБ

Спотворення в області вищих частот:

Мв = Мвт VT1 + Мв се  +Мвт VT2( VT3)  + Мв ск VT2( VT3) + Мвт VT4( VT5) + Мв ск VT4( VT5) =

= 0,002 + 0,3 + 0 + 0,1 + 0 + 0,1  0,5 дБ

З врахуванням ВЗЗ загальні спотворення в області вищих складають:

Мв в =  дБ

Отримане значення спотворень в області вищих частот менше, ніж задано у технічному завданні ( 2,5 дБ).

            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:

Мнсе =0,8 дБ

підсилювальний каскад спільний колектор:

Мнск = 0,2 дБ

Спотворення в області нижніх частот для каскадів кінцевого підсилення:

Мн = Мнсе+ 2*Мнск =  0,8 + 2* 0,2 = 1,2 дБ

З врахуванням ВЗЗ спотворення в області нижніх частот дорівнюють:

Мн в =  дБ