Реферат: Антенный усилитель с подъёмом АЧХ - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Антенный усилитель с подъёмом АЧХ

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 265 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Министерство общего и профессионального образованияРоссийской ФедерацииТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ(ТУСУР)Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)Антенный усилитель с подъёмом АЧХ.Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине “Схемотехника аналоговых электронных устройств”Выполнилстудент гр.148-3Размолодин Д.Б.Проверилпреподаватель каф. РЗИТитов А.А.20011.ВведениеВ данной курсовой работе требуется рассчитать антенный усилитель с подъёмом амплитудно-частотной характеристики. Необходимость усиливать сигнал, принимаемый антенной, возникает из-за того, что достаточно велики потери в кабеле, связывающем антенну и приёмное устройство. К тому же потери значительно возрастают с ростом частоты.Для того, чтобы компенсировать эти потери сигнал после приёма предварительно усиливают, а затем направляют в приёмный тракт. При этом усилитель должен иметь подъём АЧХ в области высоких частот. В данной работе требовалось обеспечить подъём равный 6дБ на октаву.При проектировании любого усилителя основной трудностью является обеспечение заданного усиления в рабочей полосе частот. В данном случае полоса частот составляет 400-800 МГц. С учётом того, что усилительные свойства транзисторов значительно ухудшаются с ростом частоты, то разработка устройства с подъёмом АЧХ на таких частотах является непростой задачей.Наиболее эффективным представляется использование в данном случае межкаскадных корректирующих цепей 4-го порядка. Такая цепь позволяет делать коэффициент усиления с подъёмом до 6 дБ в полосе частот от 0 до fв, что очень важно для данного устройства. Использование этих корректирующих цепей даёт возможность брать транзисторы с граничной частотой , т.е. менее дорогостоящие, без ухудшения параметров всего усилителя.2. Техническое заданиеУсилитель должен отвечать следующим требованиям:Рабочая полоса частот: 400-800 МГцЛинейные искажения в области нижних частот не более 3 дБв области верхних частот не более 3 дБКоэффициент усиления 25 дБ с подъёмом области верхних частот 6 дБАмплитуда выходного напряжения Uвых=2.5 ВДиапазон рабочих температур: от +10 до +60 градусов ЦельсияСопротивление источника сигнала и нагрузки Rг=Rн=50 Ом3. Расчётная часть3.1 Структурная схема усилителя.Учитывая то, что каскад с общим эмиттером позволяет получать усиление до 20 дБ, оптимальное число каскадов данного усилителя равно двум. Предварительно распределим на каждый каскад по 15 дБ. Таким образом, коэффициент передачи устройства составит 30 дБ, из которых 25 дБ требуемые по заданию, а 5 дБ будут являться запасом усиления.Структурная схема, представленная на рисунке 3.1, содержит кроме усилительных каскадов корректирующие цепи, источник сигнала и нагрузку.Рисунок 3.13.2 Распределение линейных искажений в области ВЧРасчёт усилителя будем проводить исходя из того, что искажения распределены следующим образом: выходная КЦ–1 дБ, выходной каскад с межкаскадной КЦ–1.5 дБ, входной каскад со входной КЦ–0.5 дБ. Таким образом, максимальная неравномерность АЧХ усилителя не превысит 3 дБ.Расчёт выходного каскада3.3.1 Выбор рабочей точкиКоординаты рабочей точки можно приближённо рассчитать по следующим формулам [1]:, (3.3.1)где (3.3.2), (3.3.3)где – начальное напряжение нелинейного участка выходныххарактеристик транзистора, .Так как в выбранной мной схеме выходного каскада сопротивление коллектора отсутствует, то . Рассчитывая по формулам 3.3.1 и 3.3.3, получаем следующие координаты рабочей точки: мА,В.Найдём мощность, рассеиваемую на коллекторе мВт.3.3.2 Выбор транзистораВыбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров:граничной частоты усиления транзистора по току в схеме с ОЭ;предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер;предельно допустимого тока коллектора;предельной мощности, рассеиваемой на коллекторе.Этим требованиям полностью соответствует транзистор КТ996Б-2. Его основные технические характеристики приведены ниже.Электрические параметры:Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ МГц;Постоянная времени цепи обратной связи пс;Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ ;Ёмкость коллекторного перехода при В пФ;Индуктивность вывода базы нГн;Индуктивность вывода эмиттера нГн.Предельные эксплуатационные данные:Постоянное напряжение коллектор-эмиттер В;Постоянный ток коллектора мА;Постоянная рассеиваемая мощность коллектора Вт;Температура перехода К.Нагрузочные прямые по переменному и постоянному току для выходного каскада представлены на рисунке 3.2. Напряжение питания выбрано равным 10В.Рисунок 3.23.3.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистораПоскольку рабочие частоты усилителя заметно больше частоты , то из эквивалентной схемы можно исключить входную ёмкость, так как она не влияет на характер входного сопротивления транзистора. Индуктивность же выводов транзистора напротив оказывает существенное влияние и потому должна быть включена в модель. Эквивалентная высокочастотная модель представлена на рисунке 3.3. Описание такой модели можно найти в [2].Рисунок 3.3Параметры эквивалентной схемы рассчитываются по приведённым ниже формулам.Входная индуктивность:, (3.3.3)где –индуктивности выводов базы и эмиттера.Входное сопротивление:, (3.3.4)где , причём , и – справочные данные.Крутизна транзистора:, (3.3.5)где , , .Выходное сопротивление:. (3.3.6)Выходная ёмкость:. (3.3.7)В соответствие с этими формулами получаем следующие значения элементов эквивалентной схемы:нГн;пФ;ОмОм;А/В;Ом;пФ.3.3.4 Расчёт цепей термостабилизацииСуществует несколько вариантов схем термостабилизации. Их использование зависит от мощности каскада и от того, насколько жёсткие требования к термостабильности. В данной работе рассмотрены три схемы термостабилизации: пассивная коллекторная, активная коллекторная и эмиттерная.3.3.4.1 Пассивная коллекторная термостабилизацияДанный вид термостабилизации (схема представлена на рисунке 3.4) используется на малых мощностях и менее эффективен, чем две другие, потому что напряжение отрицательной обратной связи, регулирующее ток через транзистор подаётся на базу через базовый делитель.Рисунок 3.4Расчёт, подробно описанный в [3], заключается в следующем: выбираем напряжение (в данном случае В) и ток делителя (в данном случае , где – ток базы), затем находим элементы схемы по формулам:; (3.3.8), (3.3.9)где – напряжение на переходе база-эмиттер равное 0.7 В;. (3.3.10)Получим следующие значения:Ом;Ом;Ом.3.3.4.2 Активная коллекторная термостабилизацияАктивная коллекторная термостабилизация используется в мощных каскадах и является очень эффективной, её схема представлена на рисунке 3.5. Её описание и расчёт можно найти в [2].Рисунок 3.5В качестве VT1 возьмём КТ315А. Выбираем падение напряжения на резисторе из условия (пусть В), затем производим следующий расчёт:; (3.3.11); (3.3.12); (3.3.13); (3.3.14), (3.3.15)где – статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ транзистора КТ315А;; (3.3.16); (3.3.17). (3.3.18)Получаем следующие значения:Ом;мА;В;кОм;А;А;кОм;кОм.Величина индуктивности дросселя выбирается таким образом, чтобы переменная составляющая тока не заземлялась через источник питания, а величина блокировочной ёмкости – таким образом, чтобы коллектор транзистора VT1 по переменному току был заземлён.3.3.4.3 Эмиттерная термостабилизацияДля выходного каскада выбрана эмиттерная термостабилизация, схема которой приведена на рисунке 3.6. Метод расчёта и анализа эмиттерной термостабилизации подробно описан в [3].Рисунок 3.6Расчёт производится по следующей схеме:1.Выбираются напряжение эмиттера и ток делителя (см. рис. 3.4), а также напряжение питания ;2. Затем рассчитываются .3. Производится поверка – будет ли схема термостабильна при выбранных значениях и . Если нет, то вновь осуществляется подбор и .В данной работе схема является термостабильной при В и мА. Учитывая то, что в коллекторной цепи отсутствует резистор, то напряжение питания рассчитывается по формуле В. Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам:; (3.3.19); (3.3.20). (3.3.21)Для того, чтобы выяснить будет ли схема термостабильной производится расчёт приведённых ниже величин.Тепловое сопротивление переход – окружающая среда:, (3.3.22)где , – справочные данные;К – нормальная температура.Температура перехода:, (3.3.23)где К – температура окружающей среды (в данном случае взята максимальная рабочая температура усилителя); – мощность, рассеиваемая на коллекторе.Неуправляемый ток коллекторного перехода:, (3.3.24)где – отклонение температуры транзистора от нормальной; лежит в пределах А; – коэффициент, равный 0.063–0.091 для германия и 0.083–0.120 для кремния.Параметры транзистора с учётом изменения температуры:, (3.3.25)где равно 2.2(мВ/градус Цельсия) для германия и 3(мВ/градус Цельсия) для кремния., (3.3.26)где (1/ градус Цельсия).Определим полный постоянный ток коллектора при изменении температуры:, (3.3.27)где. (3.3.28)Для того чтобы схема была термостабильна необходимо выполнение условия:,где . (3.3.29)Рассчитывая по приведённым выше формулам, получим следующие значения:Ом;Ом;Ом;Ом;К;К;А;Ом;;Ом;А;А.Как видно из расчётов условие термостабильности выполняется.3.4 Расчёт входного каскада по постоянному току3.4.1 Выбор рабочей точкиПри расчёте требуемого режима транзистора промежуточных и входного каскадов по постоянному току следует ориентироваться на соотношения, приведённые в пункте 3.3.1 с учётом того, что заменяется на входное сопротивление последующего каскада. Но, при малосигнальном режиме, за основу можно брать типовой режим транзистора (обычно для маломощных ВЧ и СВЧ транзисторов мА и В). Поэтому координаты рабочей точки выберем следующие мА, В. Мощность, рассеиваемая на коллекторе мВт.3.4.2 Выбор транзистораВыбор транзистора осуществляется в соответствии с требованиями, приведенными в пункте 3.3.2. Этим требованиям отвечает транзистор КТ371А. Его основные технические характеристики приведены ниже.Электрические параметры:граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ ГГц;Постоянная времени цепи обратной связи нс;Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ ;Ёмкость коллекторного перехода при В пФ;Индуктивность вывода базы нГн;Индуктивность вывода эмиттера нГн.Предельные эксплуатационные данные:Постоянное напряжение коллектор-эмиттер В;Постоянный ток коллектора мА;Постоянная рассеиваемая мощность коллектора Вт;Температура перехода К.3.4.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистораЭквивалентная схема имеет тот же вид, что и схема представленная на рисунке 3.3. Расчёт её элементов производится по формулам, приведённым в пункте 3.3.3. нГн;пФ;ОмОм;А/В;Ом;пФ.3.4.4 Расчёт цепи термостабилизацииДля входного каскада также выбрана эмиттерная термостабилизация, схема которой приведена на рисунке 3.7.Рисунок 3.7Метод расчёта схемы идентичен приведённому в пункте 3.3.4.3 с той лишь особенностью что присутствует, как видно из рисунка, сопротивление в цепи коллектора . Это сопротивление является частью корректирующей цепи и расчёт описан в пункте 3.5.2.Эта схема термостабильна при В и мА. Напряжение питания рассчитывается по формуле В.Рассчитывая по формулам 3.3.19–3.3.29 получим:кОм;кОм;кОм;кОм;К;К;А;кОм;;Ом;мА;мА.Условие термостабильности выполняется.3.4 Расчёт корректирующих цепей3.4.1 Выходная корректирующая цепьРасчёт всех КЦ производится в соответствии с методикой описанной в [4]. Схема выходной корректирующей цепи представлена на рисунке 3.8. Найдём – выходное сопротивление транзистора нормированное относительно и . (3.5.1).Рисунок 3.8Теперь по таблице приведённой в [4] найдём ближайшее к рассчитанному значение и выберем соответствующие ему нормированные величины элементов КЦ и , а также –коэффициент, определяющий величину ощущаемого сопротивления нагрузки и модуль коэффициента отражения .Найдём истинные значения элементов по формулам:; (3.5.2); (3.5.3). (3.5.4)нГн;пФ;Ом.Рассчитаем частотные искажения в области ВЧ, вносимые выходной цепью:, (3.5.5),или дБ.3.5.2 Расчёт межкаскадной КЦСхема МКЦ представлена на рисунке 3.9. Это корректирующая цепь четвёртого порядка, нормированные значения её элементов выбираются из таблицы, которую можно найти в [4], исходя из требуемой формы и неравномерности АЧХ. Нужно учесть, что элементы, приведённые в таблице, формируют АЧХ в диапазоне частот от 0 до , а в данной работе каждая КЦ должна давать подъём 3дБ на октаву. Следовательно, чтобы обеспечить такой подъём нужно выбирать элементы, которые дают подъём 6дБ в диапазоне от 0 до .Рисунок 3.9Нормированные значения элементов КЦ, приведённые ниже, выбраны для случая, когда неравномерность АЧХ цепи не превышает 0.5дБ.Эти значения рассчитаны для случая, когда ёмкость слева от КЦ равна 0, а справа – . Произведём пересчёт значений по приведённым ниже формулам [4] с учётом того, что ёмкость слева равна выходной ёмкости транзистора VT1., (3.5.6), (3.5.7), (3.5.8), (3.5.9). (3.5.10)В формулах 3.5.6-3.5.10 – это нормированная выходная ёмкость транзистора VT1. Нормировка произведена относительно выходного сопротивления VT1 и циклической частоты :.Получаем следующие пересчитанные значения:Все величины нормированы относительно верхней циклической частоты и выходного сопротивления транзистораVT1. После денормирования получим следующие значения элементов КЦ:мкГн;Ом;пФ;пФ;нГн.При подборе номиналов индуктивность следует уменьшить на величину входной индуктивности транзистора. Нужно также отметить, что и стоят в коллекторной цепи входного каскада.Найдём суммарный коэффициент передачи корректирующей цепи и транзистора VT2 в области средних частот по формуле [2]:, (3.5.7)где – коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования; – нормированное относительно выходного сопротивления транзистора VT1 входное сопротивление каскада на транзисторе VT2, равное параллельному включению входного сопротивления транзистора и сопротивления базового делителя .;Ом;.Коэффициент усиления равен:или дБ.Неравномерность коэффициента усиления не превышает 1дБ.3.5.3 Расчёт входной КЦСхема входной КЦ представлена на рисунке 3.10. Её расчёт, а также табличные значения аналогичны описанным в пункте 3.5.1. Отличие в том, что табличные значения не требуют пересчёта, так как ёмкость слева от КЦ равна 0, а справа – . Поэтому денормировав эти значения мы сразу получим элементы КЦ. Денормируем величины относительно сопротивления генератора сигнала и . Расчёт такой цепи также можно найти в [4].Рисунок 3.10Табличные значения (искажения в области ВЧ не более 0.5 дБ):После денормирования получаем следующие величины:нГн;Ом;пФ;пФ;нГн.Индуктивность практически равна входной индуктивности транзистора VT1, поэтому её роль будут выполнять выводы транзистора.Расчёт суммарного коэффициента передачи корректирующей цепи и транзистора VT1 в области средних частот произведём по формуле 3.5.7, заменив на , которое находится по аналогичным формулам, и, взяв коэффициент усиления по мощности:.Нужно не забывать, что все нормированные величины в этом пункте нормированы относительно .Ом;Получим коэффициент усиления:или дБ.Неравномерность коэффициента усиления не превышает 1дБ. Таким образом, суммарные искажения в области ВЧ не превысят 2.5дБ.Коэффициент передачи всего усилителя:дБ.3.6 Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостейНа рисунке 3.11 приведена принципиальная схема усилителя. Рассчитаем номиналы элементов обозначенных на схеме. Расчёт производится в соответствии с методикой описанной в [1]Рисунок 3.11Рассчитаем сопротивление и ёмкость фильтра по формулам:, (3.6.1)где – напряжение питания усилителя равное напряжению питания выходного каскада; – напряжение питания входного каскада; – соответственно коллекторный, базовый токи и ток делителя входного каскада;, (3.6.2)где – нижняя граничная частота усилителя.кОм;пФ.Дроссель в коллекторной цепи выходного каскада ставится для того, чтобы выход транзистора по переменному току не был заземлен. Его величина выбирается исходя из условия:. (3.6.3)мкГн. Так как ёмкости, стоящие в эмиттерных цепях, а также разделительные ёмкости вносят искажения в области нижних частот, то их расчёт следует производить, руководствуясь допустимым коэффициентом частотных искажений. В данной работе этот коэффициент составляет 3дБ. Всего ёмкостей три, поэтому можно распределить на каждую из них по 1дБ.Найдём постоянную времени, соответствующую неравномерности 1дБ по формуле:, (3.6.4)где – допустимые искажения в разах.нс.Блокировочные ёмкости и можно рассчитать по общей формуле, взяв для каждой соответствующую крутизну.. (3.6.5)пФ;пФ.Величину разделительного конденсатора найдём по формуле:, (3.6.6)где – выходное сопротивление транзистора VT2.пФ.4. ЗаключениеРассчитанный усилитель имеет следующие технические характеристики:1. Рабочая полоса частот: 400-800 МГц2. Линейные искажения в области нижних частот не более 3 дБв области верхних частот не более 2.5 дБ3. Коэффициент усиления 30дБ с подъёмом области верхних частот 6 дБ4. Амплитуда выходного напряжения Uвых=2.5 В5. Питание однополярное, Eп=10 В6. Диапазон рабочих температур: от +10 до +60 градусов ЦельсияУсилитель рассчитан на нагрузку Rн=50 ОмУсилитель имеет запас по усилению 5дБ, это нужно для того, чтобы в случае ухудшения, в силу каких либо причин, параметров отдельных элементов коэффициент передачи усилителя не опускался ниже заданного уровня, определённого техническим заданием.РТФ КП 468730.001.ПЗЛитМассаМасштабИзмЛистNдокум.Подп.ДатаАНТЕННЫЙВыполнилРазмолодинУCИЛИТЕЛЬПроверилТитовЛистЛистовТУСУР РТФ ПринципиальнаяКафедра РЗИсхемагр. 148-3ПозицияОбозн.НаименованиеКолПримечаниеКонденсаторы ОЖ0.460.203 ТУС1КД-2-22пФ5%1С2КД-2-27пФ5%1С3КД-2-7,5пФ51С4КД-2-91пФ5%1C5КД-2-1,2пФ5%1С6КД-2-0,5пФ5%1С7КД-2-510пФ5%1С8КД-2-5,1пФ5%1С9КД-2-2,7пФ5%1Катушки индуктивности 1L1Индуктивность 11нГн10%1L2Индуктивность 1,75нГн10%1Роль этой индуктивности выполняют выводы транзистораL3Индуктивность 0,11мкГн10%1L4Индуктивность 51,5нГн10%1L5Индуктивность 20мкГн10%1L6Индуктивность 9,1нГн 10%1Резисторы ГОСТ 7113-77R1МЛТ–0,125-27Ом10%R2МЛТ–0,125-2,4кОм10%1R3МЛТ–0,125-1,5кОм10%1R4МЛТ–0,125-1,3кОм10%1R5МЛТ–0,125-270Ом10%1R6МЛТ–0,125-1кОм10%1R7МЛТ–0,125-820Ом10%1R8МЛТ–0,125-560Ом10%1R9МЛТ–0,125-91Ом10%1ТранзисторыVT1КТ371А1VT2КТ996Б-21РТФ КП 468730.001 ПЗЛитМассаМасштабИзмЛистNдокум.Подп.ДатаАНТЕННЫЙВыполнилРазмолодинУСИЛИТЕЛЬУПровер.ТитовЛистЛистовТУСУР РТФ Перечень элементовКафедра РЗИгр. 148-3ЛитератураКрасько А.С., Проектирование усилительных устройств, методические указанияТитов А.А. Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах – http://referat.ru/download/ref-2764.zipБолтовский Ю.Г., Расчёт цепей термостабилизации электрического режима транзисторов, методические указанияТитов А.А., Григорьев Д.А., Расчёт элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на полевых транзисторах, учебно-методическое пособие
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Мать звонит своему сыну-геймеру, чересчур увлеченному компьютерными играми и говорит:
- Сынок, ты не забыл сделать уроки?
- Какие уроки, мам?! Я сейчас на другой планете!
- Вот пусть на той планете тебя и покормят.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Антенный усилитель с подъёмом АЧХ", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru