Усилитель вертикального отклонения. Разработка принципиальной схемы усилителя. Расчет выходного каскада

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Рязанский Государственный радиотехнический университет

Кафедра РТС

Курсовая работа

 «Усилитель вертикального отклонения»

Задание №14

Выполнил: ст. гр. 515

414010550

Проверил: проф. каф. РТС

И

Рязань, 2007г.

Содержание

1)Техническое задание на курсовую работу……………………………………………………..3

2)Введение……………………………………………………………………………………………………………………..4

3)Эскизный расчет усилителя………………………………………………………………………………...5

4)Разработка принципиальной схемы усилителя……………………………………………6

4.1)Расчет выходного каскада ………………………………………………………………………..6

4.2)Расчет плавной регулировки ………………………………………………………………...12

4.3)Расчет ступенчатой регулировки ………………………………………………………..12

4.4)Расчет ГСТ(генератор стабильного тока) ………………………………………..14

5)Расчет разделительной цепи ………………………………………………………………...15

6)Заключение ……………………………………………………………………………………………………………16

7)Библиографический список …………………………………………………………………………….17

8)Приложение: перечень используемых элементов СхЭ …………………………18

9)Принципиальная схема усилителя………………………………………………………………...19

Введение

По техническому заданию требуется рассчитать усилитель вертикального отклонения осциллографа, нагрузкой которого являются пластины вертикального отклонения электронно-лучевых трубок. При заданных значениях емкости пластин, выходного напряжения, допустимых линейных искажениях выходного сигнала. Так же необходимо обеспечить необходимую плавную и ступенчатую регулировки[1].

Эскизный расчет усилителя

Структурная схема проектируемого усилителя имеет вид:

Так как усилитель вертикального отклонения должен обеспечивать усиление как переменного, так и постоянного сигнала, выберем в качестве основы проектируемого усилителя дифференциальный каскад.

Для обеспечения высокого входного сопротивления усилителя на входе каскада используем полевые транзисторы. Так как  на практике используются несимметричные сигналы, то один из входов усилителя будет иметь нулевой потенциал.

Для достижения хорошей высокочастотной характеристики  дифференциального усилителя используем включение транзисторов, при котором на коллектор входного транзистора приложен постоянный потенциал.

Для перехода к симметричной схеме дифференциального усилителя, используем в каждом плече каскодную схему.

Для обеспечения согласования каскадов по постоянному току будем использовать в каскодной схеме дифференциального усилителя p – n - p транзисторы (эта схема удобна для построения промежуточных каскадов, так как входной и выходной потенциал можно выбрать равным нулю).

Для расширения полосы пропускания каскада используем индуктивную ВЧ коррекцию, обратную связь по току в схеме с ОЭ.

Регулировка усиления в проектируемом усилителе будет обеспечиваться за счет изменения глубины ООС по току.

Расчет выходного каскада

1.  Расчет  напряжения источника питания выходного каскада:

2.  Вычислим полную емкость , нагружающую выходной каскад. Принимаем емкость монтажа  равной   и емкость коллектора выходных транзисторов .

3.  Сопротивление нагрузки каскада:

стандартное значение: 475,Ом

4.  Необходимый размах коллекторного тока каждого плеча ДУ:

5.  Максимальный ток генератора стабильного тока:

6.  Требуемая граничная частота выходных транзисторов каскодной схемы ДУ (VT4,VT6):

7.  По вычисленным значениям  и  выбираем  транзисторы (VT4,VT6):

КТ611Б со следующими параметрами:

8.  Требуемая граничная частота в схеме с ОЭ (VT3,VT5):

С учетом необходимого максимального тока коллектора

Выбираем транзисторы КТ345А со следующими параметрами:

9.  При больших токах эмиттера его сопротивление можно принять равным

10.  Рассчитаем амплитуду базового тока транзисторов с ОЭ:

11.  Расчет входного каскада на полевых транзисторах

11.1  Определим ток коллектора входных транзисторов в схеме с ОК      (VТ1,VТ2):

Выбираем транзисторы КП307Г со следующими параметрами:

11.2   Определение рабочее точки А на проходной характеристике транзистора:

Рабочая точка определяет величину тока истока , которая зависит от амплитуды входного сигнала и допустимого коэффициента нелинейных искажений. Этот коэффициент обратно пропорционален величине . Для входных каскадов амплитуда сигналов мала, поэтому можно задать ток стока для большего значения крутизны в рабочей точке. При этом напряжение затвор-исток должно быть равно .

11.3  Расчет крутизны транзистора в рабочей точке:

11.4  Определение токозадающего резистора R₁, при :

стандартное значение: 915,Ом

11.5  Расчет коэффициента усиления:

11.6  Определение входной ёмкости каскада:

12.  Определение выходного сопротивления каскада

13.  Вычислим крутизну транзисторов с ОЭ в схеме ДУ :

14.  Коэффициент усиления плеча ДУ:

15.  Входная емкость плеча каскодной схемы:

16. Сопротивление эквивалентного генератора входной цепи каскодной схемы:

17. Определим граничную частоту крутизны  плеча каскодной схемы ДУ:

18. Рассчитаем необходимую величину резистора ОС , при которой значение :

19. Коэффициент усиления плеча с учетом ОС:

20. Определим входное сопротивление плеча каскодной схемы ДУ:

21.  Расчет каскада по постоянному току

21.1  Задаемся величиной потенциала базы выходных транзисторов   и  . Тогда потенциал коллекторов транзисторов и  равен .

21.2  Напряжение низковольтных источников питания .

21.3  Потенциал базы  задаем с помощью стабилитрона КС156 с минимальным напряжением стабилизации током стабилизации .

стандартное значение: 680,Ом

21.4  Определим необходимое напряжение высоковольтного источника:

21.5  Ток коллектора в рабочей точке каждого плеча каскодного ДУ:

напряжение коллектор-эммитер:

21.6  Определим мощность, рассеиваемую на коллекторе каждого выходного транзистора:

; допустимая мощность , следовательно, выбор транзисторов и расчеты произведены правильно.

22.  Вычислим коэффициент усиления по напряжению:

Коэффициент передачи делителя :

Расчет регулировок

Расчет плавной регулировки.

Плавная регулировка обеспечивается за счет глубины обратной связи