2.3. Расчет оконечного каскада

2.3.1. Расчет рабочей точки (энергетический расчет)

Рассмотрим две схемы реализации выходного каскада: резистивную и дроссельную. Выбор той или иной схемы осуществим на основе полученных данных расчета. Критерий выбора – оптимальные энергетические характеристики схемы. Также выберем транзистор, удовлетворяющий требованиям задания.

а) Резистивная схема

Схема резистивного каскада приведена на рисунке 2.1 данного пункта.

Рисунок 2.1 – Схема оконечного каскада по переменному току.

Обычно сопротивление в цепи коллектора принимают порядка Rн. Рассчитаем энергетические параметры. Напряжение на выходе усилителя рассчитывается по формуле:

, (2.1)

 где P- мощность на выходе усилителя, Вт;

 Rн – сопротивление нагрузки, Ом.

Тогда . Ток транзистора вычисляется по формуле (2.2).

, (2.2)

где Rперем – сопротивление цепи коллектора по переменному току, Ом.

Тогда .

Теперь можно определить рабочую точку:

Uкэ0=Uвых+Uостаточное =16.5В, (2.3)

Iк0=1.1*Iтр=0.62А.

Напряжение Uкэ0 получено при условии, что величина напряжения Uостаточное, находящаяся в пределах от 2В до 4В, имеет значение 2.4В.

Напряжение источника питания при этом:

Еип=Uкэ0+Rк*Iк0=16.5В+50*0.62В=47.5В. (2.4)

Видно, что напряжение питания достаточно высокое.

Нагрузочные прямые по постоянному и переменному току приведены на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Нагрузочные прямые по постоянному и переменному току.

Расчет прямой по постоянному току производится по формуле:

Еип=Uкэ0+Rк*Iк0. (2.5)

Iк0=0: Uкэ0ип=47.5 В,

Uкэ0=0: Iк0= Еип/ Rк=47.5/50А=0.95А.

Расчет прямой по переменному току производится по соотношениям:

, ,

, .

б) Дроссельная схема

Схема каскада приведена на рисунке 2.3 данного пункта.

Рисунок 2.3 – Схема оконечного некорректированного каскада.

Рассчитаем энергетические параметры по известным формулам:

,

,

где Rн – сопротивление нагрузки по переменному току.

Определим рабочую точку:

Uкэ0=Uвых+Uостаточное (2.4В)=16.5В

Iк0=1.1*Iтр=0.31А.

Напряжение источника питания:

Еип=Uкэ0 =16.5В.

Видно, что напряжение питания значительно уменьшилось. Нагрузочные прямые по постоянному и переменному току приведены на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Нагрузочные прямые по постоянному и переменному току.

Расчет прямой по постоянному току:

Еип=Uкэ0

Расчет прямой по переменному току:

, ,

 , .

Проведем сравнительный анализ двух схем.

Таблица 2.1 - Сравнительный анализ схем

Параметр

Еип, В

Ррасс, Вт

Рпотр, Вт

Iк0, мА

Uкэ0, В

Rк

47.5 10.2 29.45 0.62 16.5
Дроссель 16.5 5.1 5.1 0.31 16.5

Мощности рассеивания и потребления рассчитывались по формулам:

, (2.6)

 (2.7).

Таблица наглядно показывает, что использовать дроссель в цепи коллектора намного выгоднее с энергетической точки зрения. Поэтому далее будем использовать именно эту схему.

Выбор транзистора осуществляется исходя из технического задания, по которому можно определить предельные электрические и частотные параметры требуемого транзистора. Для данного задания они составляют (с учетом запаса 20%):

Iк доп > 1.2*Iк0=0.372 А

Uк доп > 1.2*Uкэ0=20 В (2.8)

Рк доп > 1.2*Pрасс=6.2 Вт

Fт= (3-10)*fв=(3-10)*200 МГц.

Этим требованиям с достаточным запасом отвечает транзистор 2Т 916А [1], сравнительные справочные данные которого приведены ниже:

 Iк=2 А – максимально допустимый постоянный ток коллектора,

Uкэ=55 В – максимальное постоянное напряжение коллектор-эмиттер,

Pк=20 Вт – выходная мощность при 1ГГц,

Fт= 1.4 ГГц – граничная частота коэффициента передачи тока базы,

, постоянная времени цепи обратной связи,

, статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером,

, емкость коллекторного перехода,

, коэффициент передачи тока в схеме с общей базой,

, емкость коллекторного перехода, при напряжении коллектор-эмиттер, равном 10 В,

Lэ=0.35 нГн, индуктивность эмиттерного выхода,

Lб=1 нГн, индуктивность базового вывода.


Информация о работе «Усилитель генератора с емкостным выходом»
Раздел: Наука и техника
Количество знаков с пробелами: 23193
Количество таблиц: 3
Количество изображений: 40

Похожие работы

Скачать
23185
3
40

... пособие для вузов. – М.: Связь, 1977.             РТФ КП 468740.001 Э3                                 Усилитель генератора с емкостным выходом Схема электрическая принципиальная Литер. Масса Масштаб Изм Лист ...

Скачать
32338
0
15

... обусловило широкое применение на указанных выше частотах RC- генераторов, в которых вместо колебательного контура используются частотные электрические RC-фильтры. Генераторы этого типа могут генерировать достаточно стабильные синусоидальные колебания в относительно широком диапазоне частот от долей герца до сотен килогерц. Они имеют малые размеры и массу, причем эти преимущества RC- генераторов ...

Скачать
76676
12
0

... , выходных и межкаскадных КЦ, цепей фильтрации и согласования широкополосных и полосовых усилителей мощности радиопередающих устройств основаны на использовании приведенных однонаправленных моделей транзисторов. 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЫХОДНЫХ ЦЕПЕЙ КОРРЕКции, согласования и фильтрации Построение согласующе-фильтрующих устройств радиопередатчиков диапазона метровых и дециметровых волн основано на ...

Скачать
177203
11
1

... заменить. 6 На выходе отсутствует напряжение Отрыв транзистораVT 1 Заменить транзистор, найти причину выхода его из строя . 3.1. Введение Лабораторный стенд изготовляется с целью проведения испытаний устройств защиты судовых генераторов. Для этого студентами будут выполняться лабораторные работы, целью которых является снятие временных характеристик срабатывания приборов. Чтобы ...

0 комментариев


Наверх