Проектирование трехкаскадного линейного усилителя с мощностью, отдаваемой в нагрузку 15 мВт

Государственный комитет РФ по связи и информатизации

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

___________________________________________________________________________________

Факультет многоканальной электросвязи

УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ТРЕХКАСКАДНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Студент : Шерашов Михаил Валентинович

Группа : ЗМ-51

№ студ. билета : 951М-301

г. Новосибирск

1999

Оглавление

1.  Исходные данные для проектирования......................................……………………3

2.  Обоснование выбора типа усилительных приборов……………………………….4

3.  Выбор режимов работы усилительных каскадов и расчёт параметров элементов принципиальной схемы…………………………………………………..……….….5

          3.1. Расчёт оконечного каскада……………………………………………………5

          3.2. Расчёт стабилизирующих цепей……………………………………………...8

          3.3. Расчёт каскада предварительного усиления………………………………...10

          3.4. Расчёт регулятора усиления………………………………………………….12

4.  Расчёт качественных параметров усилителя……………………………………….13

5.  Расчёт реактивных элементов…………..……………..…………………………….14

6.  Заключение………………….………………………………………………………..17

7.  Список использованной литературы……………….……………………………….18

8.  Приложения:

·  1)Схема усилителя электрическая принципиальная

·  2)Перечень элементов принципиальной схемы

  1.Исходные данные для проектирования.

   Номер студенческого билета – 951М-301.

   Следовательно, заданный усилитель – трёхкаскадный линейный усилитель со следующими показателями :

·  Мощность, отдаваемая в нагрузку Рн = 15 мВт ;

·  Нестабильность коэффициента усиления на каскад  DКF = 5 % ;

·  Затухание нелинейности по второй и третьей гармоникам  аГ2,3 = 75 дБ ;

·  Верхняя рабочая частота fв = 564 кГц ;

·  Нижняя рабочая частота fн = 45 кГц ;

·  Допустимый коэффициент частотных искажений на нижней рабочей частоте Мн = 0,35 дБ ;

   Заданные параметры :

·  Сопротивление резистора в цепи коллектора транзистора V4 = 200 Ом ;

·  Входное сопротивление каскада на транзисторе V4 равно 0,7 кОм ;

·  Коэффициент усиления каскада на транзисторе V4 с учётом местной ООС КV4 = 8раз;

   Общие требования :

·  Температура окружающей среды  0…+30°С ;

·  Волновое сопротивление коаксиальных кабелей r = 75 Ом ;

·  Выходное сопротивление корректора амплитудно – частотной характеристики (КАЧХ) и входное сопротивление автоматического регулятора усиления (АРУ) R = 100 Ом.

    2.Обоснование выбора типа усилительных приборов.

   В маломощных усилителях целесообразно применять однотипные транзисторы . Поэтому тип транзисторов выбираем с учётом возможности использования их в оконечном каскаде по максимально допустимой рассеиваемой мощности на коллекторе Pkmax , предельной частоте усиления тока в схеме с ОЭ fh21э и допустимому температурному режиму .

   В трансформаторном каскаде , работающем в режиме класса «А» при отдаваемой мощности в десятки милливатт , для обеспечения облегченного температурного режима необходимо выполнить условие :

где   Pkmax  - максимально допустимая постоянно рассеиваемая мощность на коллекторе ;

·  h

т – КПД выходного трансформатора ;

·  hа – максимальный КПД усилительного прибора в режиме «А» ;

·  Рн – отдаваемая усилителем мощность ;

·  N1 – коэффициент запаса .

   Для расчёта принимаем :

·  h

т = 0,9 ;

·  hа = 0,4 ;

·  N1 = 2,5…3

   Для заданных условий (Рн = 15 мВт) находим :

  

   Определяем предельную частоту коэффициента усиления из неравенства :

где fв = 564 кГц – верхняя рабочая частота усилителя .

   Отсюда :

   По справочнику (4) выбираем транзистор КТ315В , удовлетворяющий обоим полученным условиям , со следующими параметрами :

·  Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность Ркmax = 150 мВт ;

·  Предельная частота усиления в схеме с ОЭ fh21э = 7,7 МГц ;

·  Модуль коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ   h21э min = 20 , h21э max = 90 ;

·  Максимально допустимое постоянное напряжение коллектор – эммитерUкэ max = 30 В;

·  Входное сопротивление транзистора в схеме с ОЭ  h11э = 750 Ом ;

·  Сопротивление базы  rб′ = 35 Ом ;

·  Ёмкость коллекторного перехода  Ск= 7пФ ;

·  Ёмкость эммитерного перехода  Сб¢э = 10 пФ .

    3. Выбор режимов работы усилительных каскадов и расчёт параметров элементов принципиальной схемы .

3.1.Расчёт оконечного каскада .

   Упрощённая схема выходного каскада приведена на рисунке 3.1.1.

   С целью повышения надёжности усилителя принимаем рассеиваемую на коллекторе мощность в режиме покоя равную 0,7 максимальной :

                                Рк = 0,7Рк max= 0,7×150 = 105 мВт

   Напряжение покоя выбираем из условия :

                                Uкэ £ 0,4Uкэ max= 0,4×30 = 12 В