Эмиттерная термостабилизация

2.5.2. Эмиттерная термостабилизация

Возьмём напряжение на эмиттере U_э=3 В.

Мощность, рассеиваемая на R_э находится по формуле (2.16):

P_Rэ=16,7×3=50,1 мВт.

Е_п для данной схемы находится по формуле (2.17):

Е_п=3+7+0=10 В.

Рассчитаем R_э, R_б1, R_б2 в соответствии с формулами (2.18)-(2.22)

Ом,

 мА,

ток базового делителя: I_д=10×I_б=1,48 мА,

Ом,

Ом.

Схема каскада с эмиттерной термостабилизацией приведена на рисунке 2.7.

Найдём L_к, исходя из условий, что на нижней частоте полосы пропускания её сопротивление много больше сопротивления нагрузки для данного транзистора. В нашем случае:

нГн.

2.5.3. Расчёт элементов ВЧ коррекции и коэффициента усиления

По таблице [5] найдём коэффициенты, соответствующие нулевому подъёму АЧХ и неравномерности ±0,5дБ

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

Здесь нормируем относительно выходного сопротивления входного транзистора (R_вых1) и верхней частоты.

С_вых1Н=С_вых1×R_вых1×2pf_в=5,1×10^-12×137,5×2p×200×10⁶=0,88

По формулам (2.34)-(2.39) найдём элементы коррекции:

В соответствии с (2.32) разнормируем элементы коррекции:

нГн

Ом

пФ

пФ

нГн.

Найдём коэффициент усиления предоконечного каскада по формуле (2.40), где R_вх.н – входное сопротивление предоконечного транзистора, нормированное относительно выходного сопротивления входного транзистора:

2.6. Расчёт входного каскада

2.6.1. Расчёт рабочей точки

Рабочая точка для этого транзистора имеет такое же напряжение, но ток меньше, чем у предоконечного каскада в ‘коэффициент усиления предоконечного каскада’ раз.

U_кэ0=7 В,

мА.

Таким образом рабочая точка: I_к0=2,7 мА

U_кэ0=7 В

2.6.2. Однонаправленная модель входного транзистора

а). Сначала найдём С_{u кэ} , чтобы найти R_б.

Так как в справочнике С_{u кэ} найдена при напряжении 28 В, а нам необходима при 10 В, то, используя формулу (2.8), получим:

Ф.

Теперь найдём R_б по формуле (2.9):

Ом.

R_вх=r_б=1,5 Ом.

б). Найдём R_вых по формуле (2.15).

U_кб=55 В, I_к=400 мА

Ом.

в). Индуктивность входа

L_б=0,5 нГн, L_э=0,55 нГн

L_вх= L_б+ L_э=0,5+0,55=1,05 нГн

г). По формуле (2.8) рассчитаем выходную ёмкость

Ф.

Коэффициент усиления транзистора находится по формуле (2.14), где a₀ и r_э – из (2.13) и (2.10) соответственно:

, Ом

.

Т.о. элементы однонаправленной модели:

L_вх=1,05 нГн

R_вх=1,5 Ом

R_вых=137,5 Ом

С_вых=20 пФ

Однонаправленная модель приведена на рисунке 3.6.

2.6.3. Эмиттерная термостабилизация

Возьмём напряжение на эмиттере равным U_э=3 В.

В соответствии с формулой (2.16), мощность, рассеиваемая на R_э равна

P_Rэ=2,7××3=8,1 мВт.

По формулам (2.18)-(2.22) рассчитаем R_э, R_б1, R_б2:

Ом,

 мкА,

ток базового делителя: I_д=10×I_б=238 мкА,

Ом,

Ом.

Схема каскада с эмиттерной термостабилизацией приведена на рисунке 2.7.

Аналогично, как и для предыдущего каскада найдём L_к:

нГн.

2.6.4. Расчёт элементов ВЧ коррекции и коэффициента усиления

В соответствии с таблицей 9.1 [5], для нулевого подъёма и с неравномерностью АЧХ=±0,5дБ:

Здесь нормируем относительно сопротивления генератора (R_г) и верхней частоты.

Нормированные значения элементов находятся по формулам(2.34)-(2.39)

По (2.32) разнормируем элементы коррекции:

нГн

Ом

пФ

пФ

нГн.

Найдём коэффициент усиления входного каскада по формуле (2.40), но здесь R_вх.н – входное сопротивление входного транзистора, нормированное относительно сопротивления генератора:

раз=21,5дБ.

2.7. Расчёт разделительных и блокировочных конденсаторов

Найдём искажения, вносимые разделительными и блокировочными конденсаторами [4]:

дБ=1,05 раз.

Искажения, вносимые каждым конденсатором:

В общем виде:

, (2.42)

где f_н – нижняя частота,R₁, R₂ – обвязывающие сопротивления

Рисунок 2.11 – Входной каскад с разделительными и блокировочными конденсаторами.

Рисунок 2.12 – Предоконечный каскад с разделительными и блокировочными конденсаторами.

Рисунок 2.13 –Оконечный каскад с разделительными и блокировочными конденсаторами.

С_доп выбирается таким, что на нижней частоте её сопротивление было много меньше, чем R₂, то есть:

(2.43)

В (2.43) подставим численные значения, и найдём С_доп:

нФ,

нФ.

Найдём R_р1, R_р2, R_р3, исходя из формулы:

, (2.44)

где S₂₁₀ – коэффициент усиления соответствующего транзистора,

для выходного каскада R₃=R_н, а для остальных двух – R_1,2=R₂ соответствующего каскада.

В соответствии с (2.44):

для входного каскада:

Ом,

для оконечного:

Ом,

для выходного:

Ом,

По (2.42) найдём С_р1, С_р2, С_р3.

По заданным искажениям найдём блокировочные конденсаторы (в нашем случае С_эi), исходя из формулы:

, (2.45)

где S – крутизна соответствующего транзистора,

R_эi – сопротивление эмиттера (схема термостабилизации) для соответствующего транзистора.

Подставляя численные значения в (2.45), получим:

пФ,

нФ,

нФ.

Коэффициент усиления всего усилителя:

раз = 53,6 дБ.