Проектирование и расчет двухкаскадного видеоусилителя (коэффициент усиления - 15, нижняя граничная частота - 50 Гц, верхняя граничная частота - 6,5 МГц)

Cодержание

1.    Задание………………………………………………………………………..2

2.    Введение..…………………………………………………………………..…3

3.    Расчет видеоусилителя……………………………………………………….4

    3.1. Расчет оконечного каскада (ОК)……………………………………….4

    3.2. Расчет каскада предварительного усиления (ОЭ)…………………...6

    3.3. Расчет фильтров…………………………………………………………....7

4.    Расчет АЧХ и ФЧХ…………………………………………………………..8

5.    Расчет блока питания………………………………………………………10

    5.1. Расчет стабилизатора напряжения…………………………………….10

    5.2. Расчет выпрямителя……………………………………………………..11

5.3. Расчет трансформатора………………………………………………….12

6.    Выводы……………………………………………………………………….13

7.    Список литературы…………………………………………………………14

1.ЗАДАНИЕ.

Спроектировать и рассчитать видеоусилитель со следующими параметрами:

Коэффициент усиления К=15

Выходное напряжение Uвых = 3В

Входное напряжение Uвх = 0,2В

Нижняя граничная частота fн = 50 Гц

Верхняя граничная частота fв = 6,5 МГц

Сопротивление источника Rист = 75 Ом

Сопротивление нагрузки Rн = 2000 Ом

Коэффициенты ослабления Gн = Gв = 0,7

Рассчитать:

- параметры усилительных каскадов и фильтров

- АЧХ и ФЧХ усилителя

- источник питания

Спроектировать  монтажную и печатную платы усилителя.

2. Введение.

В данной работе будет спроектирован двухкаскадный видеоусилитель структурная схема которого представлена на Рис.1.

Усилитель представляет собой устройство, состоящее из четырех каскадов.

Сигнал, который необходимо усилить, подается на вход первого каскада, представляющего собой фильтр нижних частот-устройство, которое пропускает сигналы нижних частот и задерживает сигналы верхних частот. Затем сигнал попадает на второй каскад - фильтр верхних частот, который в свою очередь пропускает сигналы верхних частот, а сигналы нижних частот задерживает.

После обработки сигнал поступает на вход  каскада предварительного усиления, выполненного по схеме ОЭ, который предназначен для обеспечения необходимого коэффициента усиления по напряжению сигнала генератора.Затем сигнал поступает на оконечный каскад, выполненный по схеме ОК. Его задача - обеспечение необходимого согласование нагрузки и усиление мощности. Каскад по схеме с ОК применен в усилителе из-за того, что каскад с ОЭ не может работать с низкоомной нагрузкой.

Коэффициент усиления усилителя  находится как произведение коэффициентов усиления каждого каскада и межкаскадных связей.

    Uвх                                                                                                                                                                           U_ВЫХ

Рис.2.1.Структурная схема видеоусилителя

3.Расчетвидеоусилителя

3.1.Расчет оконечного каскада.

Для усилительного каскада с ОК  найдем входное сопротивление из условий:

Rн = 2000 Ом, Uвых = 3В.

рис.3.1.1. Схема усилительного каскада с общим коллектором

рис.3.1.2. Эквивалентная схема эмиттерного повторителя

Из эквивалентной схемы эмиттерного повторителя Рис.2. следует:

, где  [4]

тогда сопротивление со стороны входных выводов транзистора:

 [1]

Поскольку для биполярного транзистора должно выполняться неравенство

, то выражение для сопротивления со стороны входных выводов примет вид:, С учетом делителя напряжения получим:.  [1]

Коэффициент усиления напряжения эмиттерного повторителя:  [1]

По статическим ВАХ транзистора определим его точку покоя,исходя из условия  f_г/|h₂₁|  f_Â.Выберем  транзистор КТ368А так как этот транзистор способен усиливать высокочастотные сигналы и  у данного транзистора f_г/|h₂₁| = 200 МГц, что позволяет реализовать f_с=6,5 МГц.

Характеристики КТ368А.

f_г ³ 900 МГц

|h₂₁| ³ 4,5

h_21э = 50...450

C_Ê   1,7 пФ

I _{k max} = 30 мА 

P _{k max} = 225 мВт

r_б =  40 Ом

U_{КЭ нас}= 0,4В

h_22Э 0,3

h_11Э 40

Для определения точки покоя необходимо напряжение питания:

U_П > (2U_ВЫХ) 1,3 + U_{КЭ нас}, тогда из данного соотношения выберем U_П = 12В.