Электрический расчет каскадов усиления и регулирования. Расчет предварительного каскада. Расчет входной разделительной емкости, страница 2

3.  Полагая частотные искажения входной и выходной цепей каскодного ДУ одинаковым, определяем их величину М_s=М_с===1,1285.

4.  По семейству обобщенных характеристик рис.3 для Y_с=1/М_с=1/1,1285=0,886 найдем значение обобщенной частоты, для коэффициента коррекции К=0,414, X=1,25.

5. 

Вычислим полную емкость С₀, нагружающую выходной каскад. Принимаем емкость монтажа равной C_M=4пФ и емкость коллектора выходных транзисторов  C_K=7пФ   C_N=18пФ.     C₀=C_K + C_M+ 2C_N=4+7+2×18=47пФ.

6.  Сопротивление нагрузки каскада:

R_N=X_c/2f_BC₀=1,25/29.6×10⁶×47×10^-12=440.92Ом

Стандартная величина    R_N=430 Ом.[5].

Индуктивность корректирующей катушки

L=k×R_N²C₀=0.414×430²×47×10^-12=3.597мкГн

7.  Необходимый размах коллекторного тока каждого плеча ДУ: I_КМАХ=U_Вых./2R_N=40/2×430=46,51 мА

8.  Максимальный ток генератора стабильного тока:

I₀=1,2×2×I_КМАХ=1,2×2×46,51×10^-3=111,63 мА

9.  Требуемая граничная частота выходных транзисторов каскодной схемы ДУ (VT4,VT6): f_Г.=f³3×f_В³28,8 МГц.

10.  По вычисленным значениям E₀⁺ и f выбираем [6] кремниевые транзисторы      KT 604Б со следующими данными: U_КБ=330 В, I_{К МАХ}=0,2 А, f_ГР=40 МГц, h_21Э=30¸120, P_К=3 Вт, С_К=7пФ.

11.  Требуемая граничная частота транзисторов в схеме с ОЭ ДУ (VT3,VT5) f_ГР³30×f_в³288Мгц. С учетом необходимого максимального тока коллектора I_М=2I_КМАХ=93,02мА выбираем [6,7] кремниевые транзисторы 2T 384АМ-2 с параметрами: f_Г =450 МГц, I_КМАХ =300мА, Р_К =0,3Вт, h_21Э =30¸180, С_К =4,   r_б^'=50 Ом. Среднее значение параметра h_21Э==73,49.

12.  Определим сопротивление эмиттера каскада с ОЭ в схеме ДУ. При больших токах эмиттера можно принять равным: r_Э=1Ом.

13.  Рассчитаем амплитуду базового тока транзисторов с ОЭ в схеме ДУ: I_бm=I_КМАХ/h_21Э=46,51мА/73,49=0,6329мА.

14.  Ток коллектора входных транзисторов (VT1,VT2) в схеме с ОК: I_k0³10×I_бm=6,33мА.

С учетом требуемой граничной частоты f_Г=288Мгц выбираем [7] интегральный n-p-n транзистор KT 335А с параметрами: f_Г=1500Мгц,I=30мА,

U_КЭ=25В,h_21Э=80¸300,P_K=0.225Вт, C_K=2пФ.

Среднее значение параметра h_21Э==155[5].

15.  Рассчитаем выходное сопротивление каскадов с ОК в схеме ДУ, если сопротивление источника сигнала R_i=330Oм:

R_ВЫХ=R_i/h_21Э+j_Т/I_К0=330/155+25,5/6,33=6.159Ом.

16.  Вычислим крутизну транзисторов с ОЭ в схеме ДУ:

S=1/í[(R_ВЫХ+ r_б^{’ ’})/h_21Э]+ r_Эý= 1/ [(6,159+50)/73,49+1]=0,567См.

17.  Коэффициент усиления плеча ДУ:

K=SR_N=0,567×430=243.733.

18.  Входная емкость плеча каскодной схемы ДУ: C_ВХ=0,16/f_Г×r_Э+2C_к=0,16/450×10⁶×1+2×4×10^-12=363,556пФ.

19.  Сопротивление эквивалентного генератора входной цепи каскодной схемы ДУ: R_ЭВ=R_ВЫХ+r_б^’=6.159+50=56.159Ом.

20.  Определим граничную частоту крутизны f_S плеча каскодной схемы ДУ: f_S=0,16/ (R_ЭВ× C_ВХ)=0,16/(56.159×363,556×10^-12)=4.098Мгц

21.  Рассчитаем необходимую величину резистора обратной связи  R_Е, при которой значение f_S^’=f_В: R_E=(f_В/f_S-1)/S=(9,6×10⁶/4.098×10⁶-1)/0.567=2.368Ом. Стандартная величина R_E=2.4Ом.[5]

22.  Коэффициент усиления плеча с учетом обратной связи:

K₁=SR_N/(1+SR_E)=0.567×430/(1+0.567×2.4)=103.26

23.  Входное сопротивление плеча каскодной схемы ДУ:

R_{ВХ Э}= r_б^’ + ( r_Э +R_E)(1+ h_21Э)=50+(1+2.4)(1+73,49)=303.248Ом

24.  Входное сопротивление каждого плеча рассчитываемого каскада, которое определяется входным сопротивлением каскада в схеме с ОК (VT1 или VT2), нагрузкой которого является R_n=R_ВХЭ||R₁. При напряжении E₁^-=9В^`(определяется из расчета по постоянному току) и постоянном потенциале с выхода источника сигнала U₀=0В R₁=(E₁^--U_БЭ)/I_K0=(9-0,6)/6,33×10^-3=1,327кОм. Стандартная величина R₁=1,3кОм. [5] R_n=R_ВХ.Э×R₁/(R_ВХ.Э+R₁)=1300×303.248/(1300+303.248)=245.89Ом. Входное  сопротивление каждого плеча ДУ: R_ВХ=(r_Э +R_n)h_21Э=(4,028+245.89)×155=38,72кОм, где r_Э=25.5/6.33.