Расчет схемы по постоянному току

Выбрана схема с “общим эмиттером” с фиксированным током смещения и эмиттерной стабилизацией рабочей точки. Поскольку транзистор работает в режиме малого сигнала, то его структура не имеет значения. Выберем высокочастотный транзистор КТ312(ТТЗ.701.012 ТУ) n-p-n структуры.

Пример справочных данных маломощного высокочастотного n-p-n транзистора КТ312:

 

=120МГц

=30

 

Типовые режимы работы транзистора КТ312:

 

;

 

При проектировании усилителя необходимо учитывать следующие требования: через усилитель будет проходить напряжение с максимальной частотой 3*f₁(третья гармоника), т.е. 3f₁=3/T=180. Целесообразно выбрать транзистор, у которого f_t/h_21оэ≥ 3f₁≥ 180 кГц, кроме того: . Этим условиям удовлетворяет транзистор КТ312, справочные параметры которого были приведены ранее.

Выберем рабочую точку из имеющихся данных на транзистор по справочнику. Для этого необходимо учесть требования задания:

1. Rвх.ус=1000 Ом;

2. |K_u|=U_м.вых/U_м.вх=R_к/R_э> 10;

3. R_вых.ус≥ 500 Ом

для схемы рисунка 9 состоит из параллельного соединения и ( ), чтобы не учитывать одновременно несколько требований поступим следующим образом: выберем любую рабочую точку режима транзистора КТ312, причём в данной схеме будет больше требуемого. А затем перед разделительным конденсатором  включим     дополнительно ( для переменных сигналов включим параллельно с ).

Выберем рабочую точку:

.

Расчёт по постоянному току проведём по законам Кирхгофа, начиная с контура на выходе:

. Используя E_п=10 В, значения мА и планируя

U_кэ=Е_п/2=5В, определяем: . С учётом , , а по заданию требуется, чтобы |K_u|≥ 10. Выбираем R_к=2270 Ом R_э=227 Ом. Определяем необходимый для данного режима ток базы транзистора: . Для определения значения резистора R_б, запишем уравнения входного контура: , Е_п=10В, I_б=0, 067 мА, U_бэ=0, 55В, I_э=2 мА, R_э=227 Ом, тогда

 

 

Расчёт схемы по переменному току

 

K_u=-R_к/R_э=-2270/227-10;

R_{вхтранз}=h_11оэ+h_21оэ*R_э=0, 55/0, 067мА+30*227=15 кОм

 

 для переменных сигналов состоит из параллельного соединения элементов , и , т. е.: . Учитывая, что требуется, чтобы  , рассчитаем дополнительный резистор , который для переменных сигналов является подключённый параллельно с , т.е. новое , или

. Введём новое обозначение элементов усилителя и округлим их значения до ближайших стандартных:

=R₁=1 кОм;

R_б=R₂=124 кОм

R_k=R₃= 2.3 кОм

R_э=R₄=230 Ом

 

Конденсатор С_э=С₄ устраняет ООС по переменному току. Выберем его значение С₄=1мкФ, согласно формуле . Резисторы выберем типа      С2-33-0.125±5% ОЖО.467.093 ТУ.

 

 

Рисунок 10 – Схема электрическая принципиальная радиотехнического устройства

 

На рисунке 10: R₁=1 кОм, R₂=134 кОм, R₃=2, 3 кОм, R₄=230 Ом, С₁=440пФ, С₂=880пФ, С₃=1мкФ, L₁=0, 44 мГн, L₂=0, 88 мГн, VT1 – транзисор КТ312.

 

Анализ спектра сложного периодического сигнала

Основные технические положения

 

Исходные данные приведены на рисунке 11.

 

Рисунок 11 – Исходные данные

 

Для рисунка 11: Uo= 0, 1В, , R_г=500 Ом,

Аналитическое выражение для записи спектра(ряд Фурье) имеет вид:

 

,

где -  - постоянная составляющая;

-  - амплитуда при синусах;

-  - амплитуда при косинусах;

- , φ =arctg( ) - амплитуда и фаза произвольной гармоники входного сигнала;

-  - номер гармоник;

-  - частоты гармоник.

У чётных сигналов , а у нечётных . Кроме того может отсутствовать постоянная составляющая в сигнале.

При определении коэффициентов ряда Фурье функцию под знаком интеграла для чётных и нечётных функций  можно задавать на части периода, а результат вычислений округлять в большую сторону.

Анализ спектра

 

Для сигнала на рисунке 9:

 

;

 

 -для периода от 0 до T/4.

Функция  в данном варианте чётная (т. е. ), содержит постоянную составляющую. Определяем :

 

Таким образом, в спектре сигнала нет чётных гармоник; но по четным порядкам сигнал равен нулю

С учётом этого, аналитическое выражении сигнала для сигнала на входе фильтра:

U(t)_вхФ =a₁cos(w₁t)+a₃ cos(3w₁t)+a₅ cos(5w₁t)+b₇ cos(7w₁t)+…=0, 127 cos(w₁t)+0, 042 cos(w₁t)+ 0, 025 cos(5w₁t) + 0.018 cos(7w₁t)+ 0.014 cos(9w₁t)+….

Рисунок 12 – График амплитудного спектра сигнала

Анализ прохождения входного сигнала через радиотехническое устройство

Различные допущения и ограничения

 

Хотя, при различных округления несколько изменились коэффициенты передачи электрического фильтра, дополнительные корректировочные расчёты проводить не будем.

 

Анализ по схеме рисунка 9

 

На вход фильтра подаётся сигнал вида:

U(t)_вхФ =a₁cos(w₁t)+a₃ cos(3w₁t)+a₅ cos(5w₁t)+b₇ cos(7w₁t)+…=0, 127 cos(w₁t)+0, 042 cos(w₁t)+ 0, 025 cos(5w₁t) + 0.018 cos(7w₁t)+ 0.014 cos(9w₁t)+…

Так как на входе фильтра стоит разделительный конденсатор , то постоянной составляющей a₀/2=0.05 на выходе фильтра не будет.

U(t)_вхФ =1cos(w₁t+0)+ 1cos(w₁t+0)+1 cos(w₁t+0)+1 cos(w₁t+0)+…≈ 0, 127 cos(w₁t)+0, 042 cos(w₁t)+ 0, 025 cos(5w₁t) + 0.018 cos(7w₁t)+ 0.014 cos(9w₁t).

Тогда на выходе фильтра и на входе усилителя будет напряжение Так как переменные сигналы, подаваемые на усилитель, малы то считаем его линейным с |K_u|=-10.Ёмкостные и инерционные, свойства p-n – переходов не учитываем т.к . Тогда:

U(t)_вхф=-10*(0, 127 cos(w₁t)+0, 042cos(w₁t)+ 0, 025cos(5w₁t) + 0.018 cos(7w₁t)+ 0.014 cos(9w₁t)).

 

Заключение

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: