Расчет предварительного каскада

5 Расчет предварительного каскада

Расчет предваритетельного каскада аналогичен расчету оконечного. Но только рабочая точка транзистора предваритетельного каскада находится из условий работы оконечного каскада.

В целях уменьшения числа источников питания целесообразно взять рабочую точку транзистора предваритетельного каскада равной рабочей точке транзистора оконечного каскада, т.е Uкэо=10.71В.

 Током в рабочей точке транзистора предваритетельного каскада является ток в рабочей точке транзистора оконечного каскада поделенный на коэффициент передачи каскада:

 

(5.1)

Тогда ток в рабочей точке транзистора предваритетельного каскада равен:

После определения рабочей точки выбирается транзистор по тем же самым критериям, что рассмотрены в ( п.4.2). Выбран транзистор КТ939А [3], так как он удовлетворяет этим требованиям. Основные технические характеристики этого транзистора были приведены выше (см. п.4.2).

Вследствие индентичности параметров транзистора для однонаправленной модели (см. рис.4.5) из параметров, расчитанные по формулам (4.14 – 4.16), изменятся только сопротивление и крутизна транзистора потому, что изменился ток в рабочей точке, который входит в состав выражения сопротивления эмиттера. В результате параметры однонаправленной модели будут следующие:

Ом

А/В

 Ом

 Ом

Для данного каскада, как и для оконечного, удобнее взять цепь активной термостабилизации в связи с особенностью работы транзистора КТ939А. В качестве вспомогательного транзистора цепи термостабилизации взят тот же самый (КТ361А, см. п.4.4.3), падение напряжения на резисторе я выбрал тем же (В). После расчета по формулам (4.30-4.39) получаются следующие значения:

 Ом

А

 Ом

 

 

 Ом

Ом

Рассеиваемая мощность на сопротивлении R4:

Перед расчетом межкаскадной корректирующей цепи удобно взять МКЦ третьего порядка, так как она обеспечивает хорошую коррекцию АЧХ на заданной полосе частот.

Для входного каскада был выбран транзистор КТ996А (см. п.6), который будет выполнять роль транзистора Т1 на рисунке (4.13). Тогда элементы будут равны:

Так как на каскад приходится неравномерность АЧХ в один децибелл, то коэффициенты , ,  останутся прежними:

Нормированные значения , ,  относительно  Т1 и  по выражениям (4.49) будут равны:

,

,

=

После этого находятся коэффициенты для выражений (4.49):

В результате получатся нормированные значения , , :

Разнормируем  с помощью выражений (4.50), тогда истинные значения будут иметь вид:

Коэффициент усиления по мощности в режиме двухстороннего согласования:

Тогда коэффициент усиления каскада на транзисторе Т2 будет равен:

а в децибеллах

Сопротиление R1 находится по формуле (4.51), где в качестве нагрузочного сопротивления Rн выступает параллельное соединение выходного сопротивления транзистора и активного сопротивления межкаскадной корректирующей цепи оконечного каскада.

Сопротивление R1 получилось равным:

кОм

6 Расчет входного каскада

При расчете входного каскада рабочая точка транзистора находится из рабочей точки транзистора предоконечного каскада.

Для уменьшения числа источников питания рабочая точка транзистора входного каскада взята равной рабочей точке транзистора предоконечного каскада (Uкэо=10.71В).

Ток в рабочей точке транзистора входного каскада равен току в рабочей точке транзистора предоконечного каскада поделенный на коэффициент передачи каскада :

 (6.1)

Тогда ток в рабочей точке транзистора входного каскада равен:

После определения рабочей точки выбирается транзистор по тем же самым критериям, что рассмотрены в п.4.2. Был выбран транзистор КТ996А [3], так как он удовлетворяет этим требованиям. Основные технические характеристики этого транзистора были приведены ниже.

Электрические параметры:

-граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ МГц;

-статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ ;

-емкость коллекторного перехода при  В пФ.

Предельные эксплуатационные данные:

-постоянное напряжение коллектор-эмиттер В;

-постоянный ток коллектора мА;

-постоянная рассеиваемая мощность коллектора  Вт;

-температура перехода С.

Однонаправленная модель транзистора входного каскада (см. рис.4.5) расчитывается по формулам (4.14 – 4.16). В справочных данных нет сведений о входной индуктивности, то ее берут равной половине входной индуктивности ближайшего аналога, которым является транзистор КТ939А В результате параметры однонаправленной модели будут следующие:

Ом

А/В

 Ом

 Ом

При отсутствии постоянной времени цепи обратной связи сопротивление базы так же берут равным сопротивлению базы аналога (КТ939А).

Как и для предоконечного каскада, удобнее взять цепь активной коллекторной термостабилизации, так как она имеет лучшие характеристики.

В качестве вспомогательного транзистора цепи термостабилизации выбран КТ361А, падение напряжения на резисторе выбрано тем же (В). После подстановки в формулы (4.30-4.39) получаются следующие значения:

 Ом

А

 Ом

 

 

 Ом

Ом

При этом рассеиваемая мощность на сопротивлении R4 равна:

Перед расчетом межкаскадной корректирующей цепи выбрана МКЦ третьего порядка, так как она кроме хорошей коррекции АЧХ на заданной полосе частот обеспечивает и согласование каскада.

Так как перед входным каскадом находится источник сигнала.Тогда элементы, окружающие МКЦ,будут равны:

На каскад приходится неравномерность АЧХ в один децибелл, то коэффициенты , ,  останутся прежними:

Нормированные значения , ,  относительно  и сопротивления генератора по выражениям (4.49) будут равны

,

,

=

Коэффициенты для выражений (4.49) равны

Нормированные значения , ,  равны:

 

Разнормируем значения , ,  с помощью выражений 4.50, тогда истинные значения будут иметь вид:

Коэффициент усиления по мощности в режиме двухстороннего согласования:

Тогда коэффициент усиления каскада на транзисторе будет равен:

а в децибеллах

Сопротиление R1 находится по формуле (4.51), где в качестве нагрузочного сопротивления Rн выступает параллельное соединение выходного сопротивления транзистора и активного сопротивления межкаскадной корректирующей цепи предоконечного каскада.

Сопротивление R1 получилось равным:

кОм

Анализируя все три каскада, можно сказать, что общий коэффициент усиления усилителя будет равен: