Расчёт выходной корректирующей цепи

2.3.5. Расчёт выходной корректирующей цепи

Рисунок 2.9 - Выходная корректирующая цепь

Нормировка элементов производится по формулам (2.31):

, (2.31)

где R_нор и w_нор – сопротивление и частота, относительно которых производится нормировка,

L, C, R – значения нормируемых элементов

L_н, C_н, R_н – нормированные значения.

Нормируем С_вых (относительно R_н и w_в) в соответствии с (2.31)

С_выхН=С_вых×R_н×w_в=5,1×10^-12×50×2p×200×10⁶=0,32

В таблице 7.1 [4] находим нормированные значения L₁ и С₁, соответствующие найденному С_выхН. Ближайшее значение С_выхН=0,285, ему соответствуют:

С_1Н=0,3

L_1Н=0,547

n=1,002.

Денормирование элементов производится по следующим формулам:

(2.32)

По (2.32) разнормируем С_1Н и L_1Н :

нГн,

пФ.

Найдём ощущаемое сопротивление транзистора:

R_ощ=R_н/n=50/1,002=49,9 Ом (2.33)

2.3.6. Расчёт межкаскадной корректирующей цепи

Чтобы обеспечить подъём АЧХ, воспользуемся межкаскадной корректирующей цепью четвертого порядка [5].

Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 3.9.

Рисунок 2.10 - Каскад с межкаскадной корректирующей цепью четвёртого порядка.

По заданию необходимо осуществить подъём АЧХ на 5 дБ.

Так как неравномерность АЧХ всего устройства составляет ±1,5дБ, а число каскадов равно трём, то на каждый каскад приходится неравномерность АЧХ=±0,5дБ.

Нормированные значения элементов корректирующей цепи взяты из таблицы 9.1, исходя из заданных частотных искажений [5].

Так как транзистор биполярный, то его входная ёмкость С_вх=¥

Рассчитаем нормированное значение выходной ёмкости первого транзистора (С_вых1) по формуле (2.31).

Здесь нормируем относительно выходного сопротивления промежуточного (первого) транзистора и верхней частоты.

С_вых1Н=С_вых1×R_вых1×2pf_в=5,1×10^-12×75,2×2p×200×10⁶=0,482

Найдём элементы коррекции с учетом С_вых1Н:

(2.34)

(2.35)

(2.36)

(2.37)

(2.38)

(2.39)

Разнормируем элементы коррекции в соответствии с (2.32):

нГн

Ом

пФ

пФ

нГн.

Найдём коэффициент усиления выходного каскада:

(2.40)

где R_вх.н – входное сопротивление оконечного транзистора, нормированное относительно выходного сопротивления предоконечного транзистора,

G_ном12 – коэффициент усиления транзистора, находится по формуле (2.41)

, (2.41)

f_мах – максимальная частота транзистора,

f_в – верхняя частота заданной полосы пропускания.

Подставим в формулу (2.40), и получим:

раз = 16,3дБ.

2.4. Выбор входного транзистора

Транзистор входного каскада должен иметь такую же полосу частот, но, так как выходной каскад даёт достаточно высокий коэффициент усиления, то коэффициент усиления входного транзистора можно взять поменьше, чем у транзистора выходного и предоконечного каскадов [1].

Электрические параметры транзистора 2Т911А:

Коэффициент усиления по мощности при U_кэ=28В, Т_к£40°С, на частоте f=1,8ГГц при Р_вых=0,8Вт:

G_ном1,2=2

Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ при U_кэ=5В, I_э=200мА (типовое значение):

b=40

Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ при U_кэ=12В, I_к=200мА:

f_Т=3060МГц

Ёмкость коллекторного перехода при U_кб=28В:

С_Uкэ=4пФ

Постоянная времени цепи ОС на ВЧ при U_кб=10В, I_э=30мА, f=5МГц:

t_с=25пФ

Предельные эксплуатационные данные транзистора 2Т911А:

Средняя рассеиваемая мощность в динамическом режиме

Р_к=3Вт

По всем параметрам нам подходит транзистор 2Т911А.

Подставив в формулу (2.41) справочные значения коэффициента усиления и верхней частоты транзистора, найдём максимальную частоту:

,

где f_вТР – граничная частота транзистора.

Таким образом f_мах=1,8×10⁹=2,5 ГГц

Подставив в формулу (2.41) найденное значение максимальной частоты и верхнюю частоту заданной полосы, найдём усиление:

Найдём выходное сопротивление транзистора (R_вых):

U_кб=55 В, I_к=400 мА

Ом.

2.5. Расчёт предоконечного каскада

2.5.1. Расчёт рабочей точки

В данном каскаде используем транзистор КТ939, то есть такой же, как и в выходном каскаде.

Чтобы для всего усилительного каскада использовалось одно и тоже питание, рабочая точка для этого транзистора имеет такое же напряжение, но ток меньше, чем у выходного каскада в ‘коэффициент усиления конечного каскада’ раз.

U_кэ0=7 В,

мА.

Таким образом рабочая точка: I_к0=16,7 мА

U_кэ0=7 В

Эквивалентные схемы транзистора представлены в пункте 2.3.3.