Блок усиления мощности нелинейного локатора

Предельные эксплуатационные данные:

1. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер В;
2. Постоянный ток коллектора А;
3. Температура перехода К.

 

3.4.3 Расчёт эквивалентных  схем транзистора

 

Используя формулы 3.3.6 ¸ 3.3.9, получаем значения элементов модели Джиаколетто:

                         

 

                  пФ

                      пФ

 

По  формулам 3.3.10 ¸ 3.3.14 получаем значения элементов ВЧ модели:

                              нГн;

пФ;

Ом;

А/В;

Ом;

пФ.

 

 

 

3.4.4 Расчёт цепи термостабилизации

 

Метод расчёта схемы идентичен  приведённому в пункте 3.3.4.2. Элементы схемы термостабилизации будут  равны соответствующим элементам схемы термостабилизации выходного каскада. Это следует из схемы включения выходного каскада. Таким образом, элементы схемы будут следующими:

;                                                                                  

;                                                                       

;                                                             

,                                                                          

;                                                                          

;                                                                         

.                                                                      

 

         3.4.5 Расчёт цепи коррекции между входным и         промежуточным каскадами

 

         В качестве  цепи коррекции использована  межкаскадная корректирующая   цепь 3-го порядка. Схема включения цепи представлена на рисунке 3.9.

 

                                        Рисунок 3.9

 

Используя схему замещения транзистора, показанную на рисунке 3.4, схему (рисунок 3.9) можно представить в виде эквивалентной  схеме, показанной на рисунке 3.10.

                                      Рисунок 3.10

Расчёт такой схемы подробно описан в [2].

 

Коэффициент прямой передачи каскада  на транзисторе Т2, при условии  использования выходной корректирующей цепи, равен:

;                                                   (3.4.1)            

 

Где                                                  (3.4.2)    

 

- нормированное относительно Т₂ сопротивление нагрузки;

= , = - нормированные относительно Т1 и значения и . При заданных значениях , , , соответствующих требуемой форме АЧХ каскада, нормированные значения , , рассчитываются по формулам:

                               (3.4.3)   

где   ;                                                                  

;

;

;

;

;

;

,

,

= - нормированные значения , , .

В теории фильтров известны табулированные значения , , соответствующие требуемой АЧХ цепи описываемой функцией вида 3.3.26

Для выравнивания АЧХ в области НЧ используется резистор , рассчитываемый по формуле:

                                                                                         (3.4.4)               

При работе каскада в качестве промежуточного, в формуле 3.3.27 принимается равным единице, при работе в качестве входного =0.

После расчёта  , , , истинные значения элементов находятся из соотношений:

,   ,   .                                (3.4.5)

В нашем случае значения , , и следующие:

= 75 А;

= 3.72 пФ;

= 2.75 нГн;

=0.719 Ом;

 

При условии, что линейные искажения  составляют 2 дБ, берём значения , , из таблицы приведённой в [2]:

 

= 3.13

= 2.26

= 3.06

 

Тогда, из формул описанных выше, получаем:

 

 

D = 1.01

B = -4.023

A = 0.048

 

 

 

 

 

 

     

 

      Тогда нормированные  значения межкаскадной корректирующей  цепи равны:

 

 

 

 

 

Истинные значения элементов:

 

 

 

Значения  и           получились следующими:

 

 

 

3.5 Расчёт входного  каскада

 

3.5.1 Выбор рабочей точки

 

    Что бы впоследствии  не ставить дополнительный источник  питания, возьмём тоже напряжение  в рабочей точке, что и в  остальных каскадах. Ток в рабочей  точке будет равен току коллектора  транзистора промежуточного каскада,  поделённому на коэффициент усиления промежуточного каскада (в разах) и умноженному на 1.1. Тогда получаем следующие координаты рабочей точки:

 

 

 

3.5.2 Выбор транзистора

 

Выбор транзистора осуществляется в соответствии с требованиями, приведенными в пункте 3.3.2. Этим требованиям отвечает транзистор КТ939А. Его основные технические характеристики приведены ниже.

 

Электрические параметры:

7. Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ ГГц;
8. Постоянная времени цепи обратной связи пс, при напряжении 10 вольт;
9. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ ;
10. Ёмкость коллекторного перехода при  В пФ;
11. Индуктивность вывода базы нГн;
12. Индуктивность вывода эмиттера нГн.

Предельные эксплуатационные данные:

4. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер В;
5. Постоянный ток коллектора мА;
6. Температура перехода К.

 

3.5.3 Расчёт эквивалентных схем транзистора

 

      Расчёт ведётся  по формулам, описанным в пункте 3.3.3.

Для схемы Джиаколетто получаем такие значения элементов:

 

                  пФ

                 

 

 

                         

 

 

Для элементов ВЧ модели:

 

нГн;

пФ;

                           Ом;

А/В;

Ом;

пФ.

 

3.5.4 Расчёт схемы термостабилизации

 

Расчёт схемы ведётся по формулам, описанным в пункте 3.3.4.2. Значения элементов схемы:

,                                                                                  

,                                                                       

,                                                             

,                                                                          

,                                                                          

,                                                                         

.                                                                      

 

3.5.5 Расчёт входной  корректирующей цепи

 

Для входной корректирующей цепи также  была выбрана межкаскадная корректирующая цепь 3-го порядка, описанная в пункте 3.4.5.

В нашем случае значения , , и следующие:

= 50 А;

= 0;

= 0.345 нГн;

=1.076 Ом;

 

При условии, что линейные искажения  составляют 1 дБ, берём значения , , из таблицы приведённой в [2]:

 

= 2.52

= 2.012

= 2.035

 

Тогда, из формул описанных выше, получаем:

 

 

D = 1.043

B = -3.075

A = 0.115

 

 

 

 

 

 

     

 

      Тогда нормированные  значения межкаскадной корректирующей  цепи равны:

 

 

 

 

 

Истинные значения элементов:

 

 

 

Значения  и           получились следующими:

 

 

 

3.6 Расчёт выходной  корректирующей цепи

 

Расчёт  КЦ производится в соответствии с методикой описанной в [2]. Схема  выходной корректирующей цепи представлена на рисунке 3.11. Найдём – выходную ёмкость транзистора нормированное относительно и . Сама выходная ёмкость в данном случае является последовательным соединением коллекторных емкостей транзисторов КТ913Б и КТ948Б.

                                                                 (3.6.1)

.

Рисунок 3.11

Теперь по таблице, приведённой  в [2], 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:

;                                                                                  (3.6.2)

;                                                                                   (3.6.3)

.                                                                                    (3.6.4)

нГн;

пФ;

Ом.

 

Рассчитаем частотные искажения  в области ВЧ, вносимые выходной цепью:

,                                                                       (3.6.5)

,

или дБ.

 

3.7 Расчёт разделительных и блокировочных  ёмкостей

 

На рисунке 3.12 приведена принципиальная схема усилителя. Рассчитаем номиналы элементов обозначенных на схеме. Расчёт производится в соответствии с методикой описанной в [1]

Рисунок 3.12

 

Рассчитаем ёмкость фильтра  по формуле:

,                                                                          (3.7.1)

где – нижняя граничная частота усилителя, а                входного каскада, для нашего случая.

Ом;

нФ.

 

Так как 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 четыре, поэтому можно распределить на каждую из них по 0.75дБ.

Найдём постоянную времени, соответствующую неравномерности 0.75дБ по формуле:

,                                                           (3.7.2)

где – допустимые искажения в разах.

Величину разделительного конденсатора найдём по формуле:

,                                                                  (3.7.3)

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

Величины блокировочных ёмкостей и дросселей найдем по формулам:

                                                                                                              (3.7.4)                                                                                     

 

                                                                                                              (3.7.5)    

                                                                                                              (3.7.6)