Расчет выходного каскада (эмиттерный повторитель). Расчет генератора стабильного тока предоконечного каскада

СОДЕРЖАНИЕ

1.  Введение……………………………………………………………………………………………..2

2.  Обоснование выбора структурной схемы………………………………….........3

3.  Расчет выходного каскада (эмиттерный повторитель)………………………5

3.1  Расчет предоконечного каскада…………………………………………………………7

3.2  Расчет входного каскада……………………………………………………………………12

3.3  Расчет генератора стабильного тока входного каскада…..………………17

3.4  Расчет генератора стабильного тока предоконечного каскада……...19

4.  Заключение ………………………………………………………………….......................21

5.  Список использованной литературы…………………………………………………22

1.Введение

Усилители электрических сигналов применяются в широкой области современной техники: в радиоприемных и радиопередающих устройствах, телевидении, аппаратуре звукоусиления и звукозаписи, системах звукового вещания, радиолокации, ЭВМ. Как правило, усилители осуществляют усиление электрических колебаний с сохранением их формы. Усиление происходит за счет электрической энергии источника питания. Таким образом, усилительные элементы обладают управляющими свойствами. Дифференциальный усилитель (ДУ) - одна из важнейших разновидностей транзисторных усилителей широко применяется в аналоговых схемах различного типа. Вопросы построения устройств с широкой и сверхширокой полосой пропускания (шире 150 МГц), малыми искажениями  и стабильным усилением приобрели особую актуальность в настоящее время в связи с переходом к разработке радиоэлектронной аппаратуры на основе интегральных схем. К ним относятся универсальные усилители с плоской амплитудно-частотной характеристикой, компараторы, широкополосные усилители промежуточной частоты, видеоусилители, усилители вертикального отклонения осциллографов, измерительные усилители с электронным управлением усиления в широких пределах. В частотных пределах 0 - 1000 МГц схема ДУ способна выполнять самые разнообразные и сложные радиотехнические и другие аналоговые функции. Ее хорошие высокочастотные свойства, высокая стабильность режима, что позволяет соединять каскады последовательно без переходных конденсаторов, служат основанием того, что линейная интегральная схемотехника основана на их различных вариантах.

2.Выбор и обоснование структурной схемы

Для упрощения изображения схем электронных устройств, в том числе и усилительных схем, часто используют блок-схему (Рис.1):

Рис.1

К входному каскаду импульсного усилителя предъявляют следующие требования: большое входное сопротивление, чтобы каскад и весь усилитель в целом не влияли на режим работы исследуемого устройства. Учитывая эти требования, в качестве входного каскада будем использовать каскад на основе истокового повторителя.

Предварительный каскад должен обеспечивать необходимый коэффициент усиления для работы выходного каскада, также в этом каскаде можно осуществить плавную регулировку усиления всего импульсного усилителя. В этой микросхеме реализованы два дифференциальных усилителя, генератор стабильного тока и эмиттерный повторитель, которые  используются в качестве цепей согласования с последующим каскадом. Плавную регулировку усиления будем осуществлять путем изменения глубины обратной связи, для этого в микросхеме предусмотрены специальные выводы.

ГСТ для питания дифференциального каскада построим по схеме зеркала тока для повышения стабильности режима работы усилителя.

Выходной каскад необходим для согласования сопротивления нагрузки и выходного сопротивления дифференциального усилителя. Т.к. сопротивление нагрузки мало, а сопротивление выходного каскада по сравнению с ним достаточно велико то в качестве выходного каскада используем эмиттерный повторитель. Это позволит ослабить влияние нагрузки на режим работы дифференциального каскада и всего усилителя.

Распределим время установления и искажения по каскадам:

По заданию ε=4%

Распределим:

 (Для предоконечного каскада)

(Для входного каскада)

По заданию  мкс

 мкс (Для предоконечного каскада)

 мкс (Для входного каскада)

3.1 Расчет выходного каскада.

Рис.2

1. Максимальный ток коллектора:

2. Постоянный ток:

3. Выбор транзистора VT10:

3.1 Находим верхнюю частоту [2. C. 40]

Исходя из параметров   и ,  выбираем транзистор(h~20-120)

3.2  Выписываем его параметры из справочника [3]:

=2 пФ                                              

                       (берешь такой чтобы ~100-120 был)

4. Среднее значение коэффициента усиления по току:

5. Сопротивление эмиттерного перехода:

6. Крутизна транзистора выходного каскада:

7. Коэффициент передачи выходного каскада :

8. Входное сопротивление:

9.  Входная емкость:

3.2 Расчет предоконечного каскада.

Рис.3

1.  Выбираем транзистор VT9:

Исходя из параметров граничной частоты выбираем сборку

1.2 Выписываем параметры из справочника:

                         

(ищешь транзистор чтобы было в пределах 200-250)

                               

=2.5 пФ                            

2. Расчет высокочастотной коррекции:

2.1 По графику зависимости  и ε от коэффициента коррекции m находим коэффициент коррекции  m и время установления

Рис.4

2.2 Расчет паразитной емкости:

2.3 Расчет сопротивления нагрузки каскада: [2. C. 43]

2.4 Расчет индуктивности корректирующего дросселя:

3. Расчет выходного напряжения каскада:

Так как  и  одного порядка, то амплитуду коллекторного тока выходного каскада будем искать по формуле:

  , где

4. Определяем постоянный ток транзистора VT9:

               

5. Расчет базового тока:

6. Выбираем транзисторы  VT7 и VT8:

6.1. Исходя из условия , выбираем  сборку

6.2 Выписываем параметры из справочника:

          

                                          

=1.5 пФ                              

7. Находим величину тока ГСТ:

8. Определяем сопротивление эмиттерного перехода:

9. Расчет крутизны транзисторов дифференциального каскада:

10. Расчет коэффициента усиления каскада:

11 Расчет входного сопротивления каскада:

12. Расчет входной емкости каскада:

13. Оценим граничную частоту крутизны рассчитанного каскада:

14. Выбираем стабилитрон  VD2 -

Задаем режим работы стабилитрона:

.      

       

15. Расчет сопротивления резистора R13:

16. Расчет сопротивления резистора R10:

17. Расчет резистора R11:

17.1Вначале найдем постоянное напряжение на базе выходного транзистора (ЭП):

17.2 Выбираем

17.3 Постоянный ток через R12 :

17.4 Рассчитаем постоянный ток через R11:

17.5 Рассчитаем резистор R11:

18 Уточняем коэффициент усиления каскада:

3.3 Расчет входного каскада.

Рис.5

1.  Выбираем транзистор VT6:

Исходя из параметров граничной частоты выбираем сборку

1.2 Выписываем параметры из справочника:

                         

                    

                               

=2.5 пФ                            

2. Расчет высокочастотной коррекции:

2.1 По графику зависимости  и ε от коэффициента коррекции m находим коэффициент коррекции  m и время установления

Рис.4

2.2 Расчет паразитной емкости:

2.3 Расчет сопротивления нагрузки каскада: [1. C. 43]

2.4 Расчет индуктивности корректирующего дросселя:

3. Расчет выходного напряжения каскада:

Так как  и  одного порядка, то амплитуду коллекторного тока выходного