Транзисторный усилитель с параллельной коррекцией

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта РФ

ГМА им. адм. С.О. Макарова

Кафедра Радиоэлектроники

Курсовая работа по дисциплине

“Схемотехника аналоговых электронных устройств”

Транзисторный усилитель с параллельной коррекцией

Выполнил: курсант гр. Р-342

Евсигнеев А.А.

Проверил: преподаватель

Шаров В.П.

Санкт-Петербург

2012г.

Принципиальная схема транзисторного усилителя с эмиттерной коррекцией

1. Анализ и оптимизация параметров схемы усилителя методом круговых диаграмм в области верхних частот

транзисторный усилитель частота ток

При исследовании методом круговых диаграмм различных усилительных схем в частотной области имеется возможность определить одновременно АЧХ и ФЧХ, максимальную ширину полосы пропускания и неравномерность усиления, оптимальные параметры и устойчивость. Благодаря хорошей наглядности и большой информативности , в сочетании с доступностью и сравнительной простотой расчета и построения круговых диаграмм , практически не зависящего от порядка исследуемой передаточной функции. Одной из наиболее важных и сложных задач при анализе широкополосных усилителей в частотной области является задача определения оптимальных значений параметров, усилителей в частотной области является задача определения оптимальных значений параметров, соответствующих максимальной ширине полосы пропускания при заданной неравномерности АЧХ , то есть задача оптимизации параметров схем по полосе пропускания. При этом в качестве целевой функции ,подлежащей оптимизации , принимается ширина полосы пропускания на заданном уровне , а в качестве критерия оптимизации -критерий максимизации верхней граничной частоты полосы пропускания усилителя.

Метод круговых диаграмм основан на представлении комплексной передаточной функции линейной электрической цепи в виде уравнения окружности в векторной форме относительно некоторого переменного действительного параметра:

(1)

Где: p - переменный, действительный параметр.

A, B, M, N - комплексные полиномы с вещественными коэффициентами , не зависящими от p.

Согласно круговому свойству дробно- линейной функции (1), при изменении p от 0 до ±? конец вектора V комплексной передаточной функции при определенном значении частоты и постоянных значениях остальных параметров цепи описывает окружность . Это позволяет наглядно произвести анализ цепи в широких пределах изменения p.

Переменным параметром может быть любая действительная переменная , входящая в выражение комплексной передаточной функции в первой степени. Построение круговых диаграмм осуществляется по вектору m и радиусу r, выражение через комплексные постоянные уравнения (1):

, где :

Ak и Bk - комплексно - сопряженные полиномы A и B

Нормированная комплексная передаточная функция

K - комплексный коэффициент усиления по напряжению

K0 - коэффициент усиления на средних частотах

x - нормированная частота

n - параметр коррекции

b, c, d - собственные параметры схемы и электронного прибора (лампы или транзистора).

Принимая в уравнении за переменный параметр p параметр коррекции n, то есть полагая p=n, представим уравнение к виду уравнения окружности в векторгой форме.

q- коэфициэнт относительной инерционности транзистора в усилительном каскаде

Из сопоставления уравнений 1 и 4 при p=n следует , что комплексные полиномы A,B,M,N соответственно равны:

M =1 N= ix

A = 1 + ixec Ak = 1 -ixec

B=-xc+ ixd Bk= -xc- ixd

2. Расчетная часть

2.1 Электрический расчёт схемы усилителя по постоянному и переменному току

Типовые значения параметров высокочастотных транзисторов при t=(20±5) єC

Iк= 1mA

Uкэ= 4В

1. Сопротивление резистора Rэ:

1,8/0,001 = 1800 Oм

где Uэ - падение напряжения на резисторе

Uэ?0,2ЕК=1,8 В

2. Сопротивление резистора:

((9-4)/0,001) -1800 = 3200 Oм

3. Перепад температуры окружающей среды:

40 + 10 = 50

4. Изменение обратного тока коллектора :

=

где и - значение IKO соответственно при t=+200 и t0=t0MAX,

a=10 для германиевых транзисторов.

5. Изменение напряжения на эмиттерном переходе:

1,8* 50= 0,09 В

где гt - коэффициент теплового смещения напряжения на эмиттерном переходе (принимаем гt=-1,8 мВ/град).

6. Допустимое приращение коллектора в рабочей точке:

0,000009*12=0,108 мА

7. Сопротивления резисторов:

(9/0,01)*(3200*0,000108-0,09/3200*0,000009)=49000 Ом

49000*3200*0,01/9-3200*0,01=12250 Ом

Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода:

, Iэ=1 мА

2.2 Расчёт усилительного каскада

1. Коэффициент внутренней обратной связи на средних частотах аэ за счёт сопротивления rэ:

=1+ (26(1+135)/326,21+30)=10,93

где Rб=Rг?R1,2= 98,99 Ом - сопротивление эквивалентного генератора

R1,2= R1?R2= 9800 Ом - сопротивление делителя смещения в цепи базы.

2. Коэффициент усиления по напряжению на средних частотах по формуле:

= (135* 761,9)/(326,21+30)*10,93=28,06

RН=RК?R?Н= 761, 9 Ом - сопротивление эквивалентной нагрузки

3. Постоянная времени коллекторно-нагрузочной цепи по формуле:

=761,9*2,5*10(1+135) + 20*10* 761,9* 10,99=6,92 мкс

5. Значение корректирующей индуктивности L из выражения для параметра коррекции n, полагая n=nопт

откуда L= =1,02*761,9*6,92*10/10,93=1,9*10 Гц

5.Максимальное значение верхней граничной частоты усилителя из выражения для нормированной частоты, полагая x=x0,7 max:

 ,откуда

=(10,93/2*3б14*6,92*10)1,82=25,01Мгц

Спецификация к принципиальной схеме

Список литературы

1. Семёнов К.А. Методические указания к учебным исследовательским работам на тему: «Анализ усилительных схем методом круговых диаграмм». -Л., 1981.-108с.

2. Семёнов К.А. Анализ линейных электрических цепей методом круговых диаграмм.

3. Пустынский И.Н. Транзисторные видеоусилители. - М.: Сов. радио, 1973-176с.

Размещено на Allbest.ru