Розрахнок імпульсного підсилювача

Розрахнок підсилювача імпульсних сигналів на транзисторах. Вибрані транзистори і прийнята схема забезпечують отримання заданих параметрів без застосування високочастотної корекції. Кількість підсилювальних каскадів є оптимальною з технічних міркувань.
Краткое сожержание материала:

РЕФЕРАТ

Курсова робота 25 с., 2 ил., 3 джерела.

У роботі розрахований підсилювач імпульсних сигналів на транзисторах. Вибрані транзистори і прийнята схема забезпечують отримання заданих параметрів без застосування високочастотної корекції. Кількість підсилювальних каскадів є оптимальною з технічних і економічних міркувань. Графічна і аналітична частини рахунку проілюстровані

Ключові слова: ІМПУЛЬС, ПІДСИЛЮВАЛЬНИЙ КАСКАД, РЕЖИМ, ЧАС ВСТАНОВЛЕННЯ, ВИКИД, СПАД СМУЖКОЮ ВЕРШИНИ.

ЗМІСТ

Введення

1. Структурна схема імпульсного підсилювача й загальний порядок його проектування

2. Вибір типу транзистора для вихідного і попередніх каскадів підсилювача і визначення його основних розрахункових параметрів.

3. Вибір режиму і розрахунок вихідного каскаду

4. Розрахунок схеми температурної стабілізації робочої крапки транзистора попереднього каскаду.

5. Розрахунок вхідного ланцюга

6. Визначення числа попередніх каскадів

7. Визначення основних першого і другого каскадів

8. Розрахунок допоміжних ланцюгів

Висновок

Перелік використаної літератури

Введення

Імпульсні підсилювачі мають вельми численні області застосування. Найширше застосування вони знайшли в радіотехнічних пристроях, в системах автоматики і обчислювальній техніці, в приладах експериментальної фізики і в техніці зв'язку.

Проектування багатокаскадних імпульсних підсилювачів характеризується тим, що при цьому можуть ухвалюватися неоднозначні рішення. У зв'язку з цим виникає завдання вибору оптимального варіанту . Загальним завданням проектування є відшукання найбільш простого економічного рішення.

Розвиток і вдосконалення напівпровідникових приладів, підвищення верхньої межі частотного діапазону, в якому вони можуть використовуватися, зробив можливим конструювання імпульсних підсилювачів з раніше недоступним параметрами.

Розвиток інтегральної схематики дозволяє усунути такі недоліки транзисторів, як великий розкид параметрів, компенсувати в інтегральній мікросхемі вплив температури навколишнього середовища, мінімізувати вплив ємкостей монтажу, зменшити габарити і вартість підсилювача в цілому.

1. Структурна схема імпульсного підсилювача й загальний порядок його проектування

Структурна схема імпульсного підсилювача сигналів на мал.1

Мал. 1 Структурна схема імпульсного підсилювача сигналів

1 - вхідний каскад;

2, (n-1) - проміжні каскади;

n - вихідний каскад.

Блок попереднього посилення включає вхідний (перший) каскад, а також проміжні каскади. У загальному випадку блок попереднього посилення може містити як окремі каскади, так і підсилювальні секції.

Параметри вхідного ланцюга залежить від даних вихідного (внутрішнього) опору джерела сигналу Zr і даних вхідного опору першого каскаду. Його вхідний опір залежить від вибору активного елемента й схеми його включення, а також від наявності або відсутності ланцюга негативного зворотного зв'язку, що охоплює перший каскад. Відносно вхідного ланцюга прийнятним вважається таке рішення, при якому коефіцієнт передачі вхідного ланцюга був би по можливості ближче до одиниці, а час наростання фронту імпульсу було б менше або не привищувало часу встановлення попереднього каскаду посилення .

Вхідний каскад здійснює зв'язок підсилювача з навантаженням. Розрахунок вихідного каскаду й вибір режиму його роботи, на відміну від інших каскадів, зв'язаний з наступними особливостями :

1. Необхідністю одержання на даному опорі навантаження підсилювача імпульсу напруги певною амплітудою й полярності;

2. Необхідністю максимально використати можливості активного елемента, оскільки цьому в більшості випадків відповідає економічні найбільш вигідні рішення;

3. Необхідності вибрати схему каскаду й режим активного елемента по постійному й змінному струмах так, щоб час установлення у вихідному каскаді при припустимому в сплеску не склало б занадто великої частини загального часу встановлення підсилювача (бажано не більше 60%), так інакше треба була б велика кількість каскадів у блоці попереднього посилення, а так само ускладнилася б схема каскадів.

Попереднє посилення звичайно виконується на однакових каскадах. При однакових каскадах можна більш точно визначити основні параметри блоку попереднього посилення (коефіцієнт підсилення, час установлення фронту імпульсу й викиду) навіть тоді, коли сплеск перехідної характеристики значний .

2. Вибір типу транзистора для вихідного і попередніх каскадів підсилювача і визначення його основних розрахункових параметрів.

Транзистор для вихідного каскаду вибираємо виходячи із заданої амплітуди імпульсу напруги на навантаженні підсилювача і часу

встановлення підсилювача ( мкс ). З урахуванням того, що кремнієві транзистори мають кращу температурну стабільність параметрів обираємо з довідника [2,3] транзистор КТ368А.

Параметри транзистора:

По вхідних характеристиках транзистора КТ368А у крапці, відповідною режиму ; , що відповідає струму бази знаходимо и . Знаходимо параметри:

См

Умова перевірки вибраного транзистора на відповідність заданим параметрам підсилювача

Для транзистора КТ368А гранична частота посилення , отже даний транзистор підходить для використання в підсилювачі.

3. Вибір режиму і розрахунок вихідного каскаду.

Режим вихідного каскаду вибираємо за допомогою вхідної і вихідної характеристик .

Враховуючи що підсилювач має ємкісне навантаження, опір навантаження по змінному струму буде визначаться тільки опором у ланцюзі колектора [1].

Обираємо положене робочої крапки при , що відповідає струму бази . При цьому робоча крапка буде розташована спочатку вигину вхідної характеристики (крапка а на мал. 2а) при . Через робочу крапку з крапки проводимо пряму навантаження для постійного струму (статичну лінію навантаження). Її нахил відповідає загальному опору постійному струму в ланцюгах емітера, рівному:

де струм, соответсвующий точці перетину прямої навантаження з віссю ординат.

Нахил прямого навантаження для змінного струму обираємо струм, щоб при заданій амплітуді імпульсу на виході підсилювача ( ) транзистора використовувався б досить добрі по струму і напряжениюс обліком зсуву робочою точки при зміні температури. При цьому година встановлення вихідного каскаду буде близький до мінімального.

Визначимо опір резистора по нахилу прямої навантаження для змінного струму

де - напруга і струм, відповідні точкам перетину прямої навантаження для змінного струму з осями координат.

Визначимо опір резистора в ланцюзі емітера ( осередок, що фільтрує, в ланцюзі колектора транзистора вихідного каскаду не передбачаємо ):

Приймаємо стандартні значення опорів резисторів [3]

Потужність, що розсіюється на резисторі

Потужність яка виділяється на резисторі буде свідомо менше.

Приймаємо резистори и резистори типу МЛТ-0,125 з допуском ± 5%.

Знаходимо коефіцієнт посилення вихідного каскаду, заздалегідь визначивши по вхідній характеристиці амплітуду імпульсу на його вході.

Обираємо схему температурної стабілізації робочої крапки з негативно зворотнім зв'язком по струму ( емітерну схему стабілізації ). Допустима зміна струму колектора ? приймаємо рівним 0,1 мА.

Беручи до уваги, що для транзистора КТ368А при t = 20° C зворотній струм колектора , оприділяе зміна зворотного струму коллектора по таблиці 3.1 при заданій можливій зміні температури навколишнього середовища.

?°= 60°°=40°

?

Знаходимо коефіцієнт нестабільності.

Визначимо коефіцієнт посилення по струму , вхідний опір схеми стабілізації робочої крапки, опір резисторів ділиться в ланцюзі бази струм дільника.

При цьому використовуємо дані, отримані при виборі режиму транзистора: .

Приймаємо стандартне значення сопртивления резистроа рівне 1,5 кОМ.

Приймаємо стандартне значення сопртивления резистроа рівне 20 кОм.

Струм дільника:

Проведемо перевірку того, що каскад можна выполнисть некоректованим. Для цього проведемо перерахунок параметрів транзистора, відповідних середині робочої ділянки лінії навантаження (крапка «с») к початку лінії навантаження (крапка «а»).

Для цього визначимо середні величини струмів і напруги.

Параметри транзистора, визначені раніше і відповідають и . Нові розрахункові значення параметрів:

де Е_спр=5В - режим вимірювання Ск по довіднику .

Визначимо постійні часу.

де

Знаходимо еквівалентну постійну часу.

Разрахуємо час встановлення: