 |
Проектирование усилительных каскадов тракта
|
|
|
|
Предварительный расчет усиления каскадов тракта
Рассчитаем с учетом (7), какое усиление должен производить тракт от входа тракта (выхода сигнала из источника) до выхода тракта (входа детектора) (рис. 3.1) без учета коэффициента передачи при согласовании источника сигнала с входным сопротивлением усилителя:
Рис. 3.1 Обобщенная схема усилительного тракта
Предварительно полагаем, что каскады будут выполнены на транзисторе КТ315А по схеме с общим эмиттером. Входное сопротивление УЭ с общим эмиттером равно
Ом (по справочнику должно быть не менее 40 Ом)
Оценим коэффициент передачи по напряжению входной цепи согласования УЭ с источником сигнала
Получается большой коэффициент деления при отсутствии согласования. Для оптимального согласования с RГ для УЭ требуется RВХ =300 Ом.
Тогда требуемый коэффициент передачи УЭ с учетом согласования входной цепи равен
(3.1.1)
Таким образом, определены требования к УЭ тракта и его составляющим.
Схема с ОЭ и последовательной по току ООС.
Рис.3.3
Падение напряжения на RЭ создаваемое током IЭ ≈ IК, действует навстречу входному напряжению UВХ..
Коэффициент усиления по напряжению
где 
(3.1.5.)
Входное сопротивление
(3.1.6)
Выходное сопротивление
(3.1.7)
Схема обладает большим входным сопротивлением, которое можно изменять меняя RЭ, а выходное почти равно сопротивлению в коллекторе. Коэффициент усиления по напряжению определяется отношением RК и RЭ.
Расчет каскада предварительного УЭ
Примем исполнение УЭ по схеме рис. 3.3 с общим эмиттером, где для увеличения RВХ введем неглубокую последовательную отрицательную обратную связь (ООС) по переменному току. В результате получим схему рис. 3.4.
|
|
|
Рис. 3.4. Схема усилительного каскада с общим
эмиттером и последовательной ООС по току.
В этой схеме RН – входное сопротивление следующего каскада (в данном случае – детектора на ОУ), С1 и С2 – разделительные конденсаторы. Конденсатор С1 препятствует протеканию постоянного тока от источника питания ЕК в цепь источника входного сигнала. Конденсатор С2 обеспечивает выделение из коллекторного напряжения переменной составляющей, поступающей на резистор нагрузки RН. Резисторы базового делителя напряжения R1 и R2 задают режим покоя транзистора.
Для такого УЭ с ООС входное сопротивление по переменному току согласно (3.1.6)
(3.2.1)
Найдем RЭ1 для требуемого Rвх.ОС = 300 Ом.
Ом, (3.2.2)
Для требуемого коэффициента усиления по напряжению (3.1.1) найдем из уравнения (3.1.5) значение RКН и RК.
RКН =(Киос =12,5) RЭ1 = 
Ом (3.2.3)
Ом (3.2.4)
Ом
Для выбранных значений IКMAX =20мА и EK =10В, строим нагрузочную характеристику по постоянному току, которая соответствует при коротком замыкании уравнению:
(3.2.3)
Из этого уравнения находим значение RЭ2
Ом
Выбираем по характеристике IК.ПОКОЯ =10 мА и находим:
1) напряжение покоя на RК
В
2) напряжение покоя UЭ.ПОКОЯ
В
3) напряжение покоя UК.ПОКОЯ
В
4) ток покоя базы IБ.ПОКОЯ
мА
Зададим ток делителя
мА
Используя известное 
=0,7 В, найдем напряжение на базе
В
Теперь найдем сопротивления базового делителя:
Ом
Ом
При расчете Сэ УЭ с низкоомной ООС необходимо учесть условия:
Этим условиям удовлетворяет номинальное значение CЭ =910 нФ
Найдем значения развязывающих емкостей С1 и С2, используя условия
, 
,
где RВХ – входное сопротивление транзистора, т.е. h11 или RВХ.ОС
RН – входное сопротивление детектора
Этим условиям соответствуют номинальные значения C1 =2,7 нФ и С2 =560 пФ
|
|
|
ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ
В качестве диода для амплитудного детектора выберем диод МД3. Его характеристики приведены в Приложении 1.
В детекторе и каскаде будем использовать конденсаторы К10-17-1-П33 емкостью 680 пФ, 2,7 нФ, 910 нФ, 560 пФ. Характеристики конденсатора приведены в Приложении 2.
Для усилительного элемента выберем транзистор КТ315А. Его характеристики в Приложении 3.
Будем использовать следующие стандартные (согласно ряду Е24 ГОСТ 9663-71) сопротивления:
1. сопротивление коллектора RK =130 Ом
2. сопротивления эмиттера RЭ1 =10 Ом и RЭ2 =360 Ом
3. сопротивления базового делителя R1 =4,3 кОм и R2 =4,3 кОм.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте был проведен расчет резистивного тракта усиления промежуточной частоты и линейного детектора тонального АМ модулированного сигнала с условием, что входной сигнал тракта промежуточной частоты был предварительно отфильтрован полосовым фильтром. По заданным требованиям к характеристикам сигнала и тракта были рассчитаны все элементы схем и выбрана элементная база, на основе которой можно сконструировать данный тракт.
|
|
|
