Усилитель кабельных систем связи

 

Данная схема требует значительное количество дополнительных элементов, в том числе и активных. Если Сф утратит свои свойства, то каскад самовозбудится и будет не усиливать, а генерировать, т.е. данный вариант не желателен, поскольку параметры усилителя должны как можно меньше зависеть от изменения параметров его элементов,  по заданию. Основываясь на проведённом выше анализе схем термостабилизации выберем эмитерную.

 

2.3 Расчёт усилителя.

 

Поскольку мы будем использовать перекрёстные обратные [1],[3], то все соответствующие элементы схемы будут одинаковы, т.е. по сути дела расчёт всего усилителя сводится к расчёту двух каскадов рис.(2.3.1). Достоинством данной схемы является то, что при выполнении условия схема оказывается согласван-ной по входу и выходу с КСВН не более 1,3 в диапазоне частот, где выполняется условие ³0,7. Поэтому практически отсутствует взаимное влияние каскадов друг на друга при их каскадировании Количество каскадов будет зависеть от требуемого Кu и полосы пропускания, которые можно определить как:

Кu(общ)= , где                                                                                         (2.3.1)

К0-коэффициент усиления двух каскадов,

n-число каскадов.

К=                                                                                                                       (2.3.2) , где                                                                                              (2.3.3)

fв-верхняя граничная частота усилителя на n каскадах.

Выберем К=0.2, и произведём расчёт усилителя на двух каскадах см. рис.(2.3.1).

К0= =18.7;

b1= =6.18;

b2= =14.9

По формуле (2.3.2) R'э=10 (Ом), тогда R''э=Rэ-R'э=60.61-10=50.61 (Ом).

Полное согласование по входу и  выходу обеспечивается при выполнении условия

, отсюда RОС=250 Ом.

, где                                                        (2.3.4)

fв-верхняя граничная частота усилителя на двух каскадах,

=0,145 (нс),

Сэ,rэ-ёмкость и сопротивление эмитера рассчитанные по схеме Джиаколетто.

; , где

Yв-искажения в области верхних частот вносимые одним каскадом,

fв-верхняя граничная частота по заданию.

(нс);

;

;

(МГц); Кu(общ)= , Кu(общ)= (раз); 

Рисунок 2.3.1-Схема магистрального усилитель на двух каскадах.

 

Как видно из расчёта  мы имеем запас по полосе пропускания, но не достаточный коэффициент усиления. Поэтому возьмём три каскада см. рис.(2.3.2), тогда по формулам (2.3.1) и (2.3.4) соответственно получим:

Кu(общ)= (раз), что соответствует 39,4 dB;

, (МГц);

Рисунок 2.3.2- Магистральный  усилитель на трёх каскадах.

 

 

2.4 Расчёт ёмкостей и дросселей.

 

Проводимый ниже расчёт основан  на [2].

-нижняя граничная частота по заданию.

(пФ);

(мкГн);

На нижних частотах неравномерность  АЧХ обусловлена ёмкостями Ср и Сэ, поэтому пусть 1,5 dB вносят Ср и столько же Сэ.

, где                                                                                (2.4.1)

 R1 и R2 сопротивления соответственно слева и справа от Ср

 Yн допустимые искажения вносимые одной ёмкостью.

(dB), (раз), для Ср1 и (раз), для Сэ.

R1=Rвых(каскада), R2=Rвх(каскада)=Rн=50 (Ом), для Ср1 (межкаскадной),

R1=Rг=Rвых(3-го каскада)=50 (Ом), R2=Rвх(каскада)=Rн=50 (Ом), для Ср2,

,

, , где

-параметры элементов схемы  Джиаколетто,

S0-крутизна транзистора.

,

(Ом),

По формуле (2.4.1) рассчитаем Ср.

(пФ),

(пФ),

,

,

(нс),

(нФ).

 

 

 

РТФ КП 468730.001 ПЗ

УСИЛИТЕЛЬ

Лит

Масса

Масштаб

Из

Лист

Nдокум.

Подп.

Дата

КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ

Выполнил

Булдыгин

СХЕМА  ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ

Проверил

Титов

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ

Лист

Листов

ТУСУР РТФ

Кафедра РЗИ

гр. 148-3

Позиция

Обозн.

Наименование	Кол	Примечание
	Конденсаторы  ОЖ0.460.203 ТУ

С1,С9

КД-2-130 пФ±5%

2

С2,С5

КД-2-49 пФ±5%

2

С4,С7 С10

КД-2-1 нФ±5

3

С3,С6 С8

КД-2-39 пФ±5%

3

Катушки индуктивности

L1.L2 L3

Индуктивность 10 мкГн±10%

3

Резисторы ГОСТ 7113-77

R1,R5 R10

МЛТ–0,125-430 Ом±10%

3

R2,R7 R12

МЛТ–0,125-390 Ом±10%

3

R3,R8 R14

МЛТ–0,5-10 Ом±10%

3

R4,R9 R15

МЛТ–0,5-51 Ом±10%

3

R6, R11, R13

МЛТ–0,25-240 Ом±10%

3

Транзисторы

VT1,   VT2, VT3

2Т996А

3

РТФ КП 468730.001 ПЗ

Лит

Масса

Масштаб

Из

Лист

Nдокум.

Подп.

Дата

УСИЛИТЕЛЬ

Выполнил

Булдыгин

КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ

Проверил

Титов

Лист

Листов

ТУСУР РТФ

Перечень элементов

Кафедра РЗИ

гр. 148-3

 

3 Заключение

 

В данном курсовом проекте  разработан усилитель кабельных  систем связи с использованием транзисторов КТ996А и перекрестных обратных связей, имеет следующие технические характеристики: полоса рабочих частот (40-240) МГц; коэффициент усиления 39 дБ; неравномерность амплитудно-частотной характеристики + 1,5 дБ; максимальное значение выходного напряжения 2 В; сопротивление генератора и нагрузки 50 Ом; напряжение питания 9 В.

 

Литература

1. Титов А.А. Упрощенный расчет широкополосного усилителя.//Радиотехника. 1979. № 6.
2. Мамонкин И.П. Усилительные устройства: Учебное пособие для вузов.-М.: Связь, 1977.
3. Титов А.А. Расчёт корректирующих цепей широкополосных усилитель-ных каскадов на биполярных транзисторах http://www/referat.ru./download/2674.zip

4. А.А. Титов, Л.И. Бабак, М.В. Черкашин. Расчёт межкаскадной согласующей цепи транзисторного полосового усилителя мощности.//Электронная техника. Сер. СВЧ-техника. Вып. 1(475),2000.
5. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник/ А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др. Под редакцией А.В. Голомедова.-М.: Радио и Связь, 1989.-640с.: ил.