Усилитель телевизионных сигналов.Электрический расчет каскадов и регуляторов. Обоснование структурной схемы, страница 3

Усиление, даваемое одним каскадом обычно является недостаточным при усилении слабых сигналов. Поэтому для получения необходимого коэффициента усиления приходится соединять несколько каскадов ДУ. Поскольку такие каскады оказываются связанными по постоянному напряжению, возникает проблема несоответствия потенциала покоя входов и выходов соединяемых каскадов. Это приводит к последовательному возрастанию потенциалов покоя каждого последующего каскада, что существенно ограничивает возможное число соединяемых каскадов.

Этот недостаток может быть устранен, если в выходном каскаде каскодной схемы ДУ применить р-n-р транзисторы. Эта схема очень удобна для построения промежуточных каскадов, т.к. входной и выходной потенциалы можно выбрать равными нулю. Так как граничная частота этой схемы f_в определяется граничной частотой крутизны f’_s входных транзисторов каскодной схемы (VТ1 и VТ2), охваченных отрицательной обратной связью по току, тогда как выходной каскад (VТЗ) имеет существенно большую граничную частоту f_α=f_T. Следовательно, во втором каскаде рассматриваемой схемы (рис. 2) можно использовать р-n-р транзисторы, как правило, с меньшей граничной частотой по сравнению с граничной частотой n-р-n транзисторов.

Для расширения полосы частот в схеме может использоваться простая ВЧ коррекция.

Схема 2 приложения

1.Выбираем выходной транзистор VT7 (КТ610А)

- Uкб=26 В;

- Iкmax=0,3 А;

- fт=1000 МГц;

- h21э=50…300;

- Рк=1.5 Вт;

- Ск=3 пФ;

- rб = 11.6 Ом

1.  По заданному значению ε и зависимостям, рис.6.8 методического пособия, определим m и τ_у.

m = 0,425; τ_у = 1,18.

. 3. Вычислим полную ѐмкость С0, нагружающую выходной каскад. Принимаем ѐмкость монтажа равной См=4 пФ и емкость коллектора выходного транзистора Ск=3 пФ.

С0 = Ск + См + Свх=3+4+6.3=13.3 (пФ).

2.  Сопротивление нагрузки каскада

R_н===0,058*10⁶ /(1,18*13,3)=0,0031·10⁶=2612Ом.

3.  L=m· R_н²·C₀=0,425·2612²*15.2*10^-12=4.4мкГн.

4.  .Необходимый размах коллекторного тока

I_km=U_вых/R_н=23/2612=0,0088А

5.  Определяем постоянный ток транзистора VT7:

Iок=(1.2-1.4)· Ikm         Iок=0,0114А                                

6.  .Базовый ток:

h21э = 122.4

Iоб= Iок / h21э =0,0114/122,4=0,00696мА

7.  Выбираем транзисторы VT1, VT5 из условия fт=(20-50) fв Выберем КТ610А.

8.  Находим величину тока ГСТ:

Io = 2 Iок=0,0224 (А) (VT7)

9.  Определяем сопротивление эмиттерного перехода

r_э= φ_г/0,5 Io=26/0,5*0,0224=2.321Ом

10. Рассчитаем крутизну транзисторов дифференциального каскада

S= = 1/26,67=0,205Сим

11.  Коэффициент усиления каскада равен

К=0,5·S·R_н=0,5·0,205·2612=267.73

12. Входное сопротивление каскада

R₁= +2·(1+)=11,6+2*2.321*123,4=583.9Ом.

13. Определяем входную ёмкость каскада

С_вх=+С_к=37.4пФ.

14.  Оценим граничную частоту крутизны рассчитанного каскада

f_s= =13.7МГц.

15.  Выбираем стабилитрон VD1 (КС147А). Задаем режим работы стабилитрона: Uст = 4.7В, Iст = 5 мА.

16. R7= (Е₁⁺ -(U3116ст+0,6))/Iст=(6-5,3)/0,005=260Ом

17. Рассчитаем сопротивление резистора R₁₁

R₁₁= (Е₁⁺ - Uст)/ Iст  (6-4,7)/0,005=206Ом

18. Рассчитаем величину резистора R₇

R₂≥10·R_г=3000=3кОм.

19. Напряжение на базе транзистор VT1 Uбэ = 0; тогда R10 = E / Iок = 6/0.0114 = 526 (Ом). С учетом Rн = R10 | | R12 , находим

R12 = (R10 Rн)/( Rн- R10) =(526*2612)/(2612-526)=655Ом

21 Рассчитаем емкость разделительного конденсатора C₀

C₀=100*Т/( Δ₁*(R_г+R_вх))=100*0,005/(3,5*(300+583.9))=161.6мкФ

Расчет ГСТ

Регулирование усиления, широко применяемое в аналоговых электронных устройствах (АЭУ), заключается в изменении амплитуды сигнала. Отношение коэффициенто в усиления АЭУ в двух  крайних рабочих положениях регулятора усиления называют глубиной регулировки или полним затуханием регулятора усиления, и выражают обычно в децибелах.

Различают оперативную регулировку усиления, осуществляемую в процессе работы АЭУ, и установочную регулировку, выполняемую при настройке АЭУ, Оперативная регулировка усиления, в свою очередь, подразделяется на плавную и ступенчатую. Основными и наиболее распространенными способами плавной регулировки являются: потенциометрическая, регулировка изменением положения рабочей точки и регулировка обратной связью.