1. ВСТУП
2. ВИХІДНІ ДАНІ ДЛЯ РОЗРАХУНКІВ
3. РОЗРАХУНОК НЕКОРРЕКТІРОВАННОГО КАСКАДУ із загальним джерелом
4. РОЗРАХУНОК КАСКАДУ з високочастотним Індуктивні КОРЕКЦІЯ
5. РОЗРАХУНОК КАСКАДУ З істоковий КОРЕКЦІЯ
6. РОЗРАХУНОК ВХІДНИЙ коригувальні ланцюга
7. РОЗРАХУНОК ВИХІДНИЙ коригувальні ланцюга
8. РОЗРАХУНОК ДИСИПАТИВНИХ межкаскадной коректує ланцюга ДРУГОГО ПОРЯДКУ
9. РОЗРАХУНОК ДИСИПАТИВНИХ межкаскадной коректує ланцюга ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКУ
ЛІТЕРАТУРА
РОЗРАХУНОК коригувальних ланцюгів широкосмугових підсилюючих каскадів на польових транзисторах
Мета роботи - отримання закінчених аналітичних виразів для розрахунку коефіцієнта підсилення, смуги пропускання і значень елементів коригувальних ланцюгів найбільш відомих і ефективних схемних рішень побудови підсилювальних каскадів на польових транзисторах (ПТ). Основні результати роботи - висновок і подання в зручному для проектування вигляді розрахункових співвідношень для підсилювальних каскадів з простою індуктивного і джерельній корекціями, з чотириполюсним дисипативними міжкаскадні коригуючими ланцюгами другого і четвертого порядків, для вхідний і вихідний коригувальних ланцюгів. Для підсилювального каскаду з межкаскадной корегуючої ланцюгом четвертого порядку наведена методика розрахунку, що дозволяє реалізувати заданий нахил його амплітудно-частотної характеристики з заданою точністю. Для всіх схемних рішень побудови підсилювальних каскадів на ПТ наведено приклади розрахунку.
1 ВСТУП
Розрахунок елементів високочастотної корекції є невід'ємною частиною процесу проектування підсилюючих пристроїв. У відомій літературі матеріал, присвячений цій проблемі, не завжди представлений у зручному для проектування вигляді. У зв'язку з цим у статті зібрані найбільш відомі та ефективні схемні рішення побудови широкосмугових підсилюючих пристроїв на ПТ, а співвідношення для розрахунку коефіцієнта підсилення, смуги пропускання і значень елементів коригувальних ланцюгів дано без висновків. Посилання на літературу дозволяють знайти, при необхідності, докази справедливості наведених співвідношень.
Особливо слід відзначити, що в довідковій літературі з вітчизняним ПТ [1, 2] не наводяться значення елементів еквівалентної схеми заміщення ПТ Тому при розрахунках слід користуватися параметрами зарубіжних аналогів [2, 3] або здійснювати проектування на закордонній елементній базі [3].
2 ВИХІДНІ ДАНІ ДЛЯ РОЗРАХУНКІВ
Відповідно до [4, 5, 6], пропоновані нижче співвідношення для розрахунку підсилювальних каскадів на ПТ засновані на використанні еквівалентної схеми заміщення транзистора, наведеної на рисунку 2.1, а, і отриманої на її основі односпрямованої моделі, наведеної на малюнку 2.1, б.
Малюнок 2.1
Тут З ЗИ - ємність затвор-результат, З ЗС - ємність затвор-стік, З СІ - ємність стік-витік, R ВИХІД - опір стік-витік, S - крутизна ПТ, З ВХ =. C ЗИ + З ЗС (1 + SR Е), R Е = R ВИХІД R Н / (R ВИХІД + R Н), R Н - опір навантаження каскаду на ПТ, C ВИХІД = С СІ + С ЗС.
3 РОЗРАХУНОК НЕКОРРЕКТІРОВАННОГО КАСКАДУ із загальним джерелом
3.1 Крайовий каскад
Принципова схема некорректірованного підсилювального каскаду наведена на малюнку 3.1, а, еквівалентна схема по перемінному току - малюнку 3.1, б.
Малюнок 3.1
Відповідно до [6], коефіцієнт підсилення каскаду в області верхніх частот можна описати виразом:
де
При заданому рівні частотних спотворень
верхня частота f У смуги пропускання каскаду дорівнює:
де
Вхідний опір каскаду на ПТ, без урахування ланцюгів зсуву, визначається вхідний ємністю:
Приклад 3.1. Розрахувати f B, R C, C ВХ каскаду, наведеного на рисунку 3.1, при використанні транзистора КП907Б (С ЗИ = 20 пФ; З ЗС = 5 пФ; З СІ = 12 пФ; R ВИХІД = 150 Ом; S = 200 мА / В [7]) і умов: R Н = 50 Ом; Y B = 0,9; K 0 = 4.
Рішення. За відомим K 0 і S з (3.2) знайдемо: R Е = 20 Ом. Знаючи R ВИХІД, R Н і R Е, з (3.3) визначимо: R З = 43 Ом. За (3.4) і (3.5) розрахуємо: З 0 = 17 пФ;
3.2 ПРОМІЖНИЙ КАСКАД
Принципова схема каскаду наведена на малюнку 3.2, а, еквівалентна схема по перемінному току - малюнку 3.2, б.
Малюнок 3.2
Коефіцієнт посилення каскаду в області частот описується виразом (3.1), в якому значення R Е і С 0 розраховуються за формулами:
де С ВХ - вхідна ємність навантажує каскаду.
Значення f B і С ВХ каскаду розраховуються за співвідношенням (3.7) і (3.8).
Приклад 3.2. Розрахувати f B, R C, C ВХ каскаду, наведеного на малюнку 3.2, при використанні транзистора КП907Б (дані транзистора в прикладі 3.1) і умов: Y B = 0.9; K 0 = 4; вхідна ємність навантажує каскаду - з прикладу 3.1.
Рішення. За відомим K 0 і S з (3.2) знайдемо: R Е = 20 Ом. Знаючи R Е і R ВИХІД, з (3.9) визначимо: R C = 23 Ом. За (3.10) і (3.4) розрахуємо С 0 = 62 пФ;
3.3 РОЗРАХУНОК Спотворення, внесені ВХІДНИЙ ЛАНЦЮГОМ
Принципова схема вхідного ланцюга каскаду наведена на малюнку 3.3, а, еквівалентна схема по перемінному току - малюнку 3.3, б.
Малюнок 3.3
Коефіцієнт передачі вхідного ланцюга в області частот описується виразом [6]:
де
З ВХ - вхідна ємність каскаду на ПТ
Значення f B вхідного ланцюга розраховується за формулою (3.7).
Приклад 3.3. Розрахувати K 0 і f B вхідного ланцюга, наведеної на малюнку 3.3, за умов: R Г = 50 Ом; R З = 1 МОм; Y B = 0,9; C ВХ - з прикладу 3.1.
Рішення. За (3.11) знайдемо: K 0 = 1, по (3.12) визначимо:
4 РОЗРАХУНОК КАСКАДУ з високочастотним Індуктивні КОРЕКЦІЯ
Принципова схема каскаду з високочастотної індуктивного корекцією наведена на малюнку 4.1, а, еквівалентна схема по перемінному току - малюнку 4.1, б.
Малюнок 4.1
Коефіцієнт посилення каскаду в області верхніх частот можна описати вираженням [6]:
де K 0 = SR Е; (4.1)
Значення
При заданому значенні Y B верхня частота смуги пропускання каскаду дорівнює:
Вхідна ємність каскаду визначається співвідношенням (3.8).
При роботі каскаду в якості предоконечного всі перераховані вище співвідношення справедливі. Однак R Е, R 0 і С 0 приймаються рівними:
де С ВХ - вхідна ємність кінцевого каскаду.
Приклад 4.1. Розрахувати f B, L C, R C, C ВХ каскаду, наведеного на рисунку 4.1, при використанні транзистора КП907Б (дані транзистора - в прикладі 3.1) і умов: Y B = 0,9; K 0 = 4; каскад працює в якості предоконечного; вхідна ємність навантажує каскаду - з прикладу 3.1.
Рішення. За відомим K 0 і S з (4.1) знайдемо: R Е = 20 Ом. Далі по (4.4) отримаємо: R C = 23 Ом; R 0 = 150 Ом; C 0 = 62 пФ;
Малюнок 5.1
Коефіцієнт посилення каскаду в області верхніх частот можна описати вираженням [6]:
де K 0 = SR Е / F; (5.1)
Значення З 1опт, відповідне оптимальної за Брауде АЧХ, розраховується за формулою:
При заданому значенні Y B верхня частота смуги пропускання каскаду дорівнює:
Вхідна ємність каскаду визначається співвідношенням:
При роботі каскаду в якості предоконечного всі перераховані вище співвідношення справедливі. Однак R Е і С 0 приймаються рівними:
де С ВХ - вхідна ємність кінцевого каскаду.
Приклад 5.1. Розрахувати f B, R 1, С 1, С ВХ каскаду, наведеного на рисунку 5.1, при використанні транзистора КП907Б (дані транзистора - в прикладі 3.1) і умов: Y B = 0,9; K 0 = 4; каскад працює в якості предоконечного; вхідна ємність навантажувального каскаду - з прикладу 3.1.
Рішення. За відомим K 0, S, R Е з (5.1), (5.2) знайдемо: F = 7,5; R 1 = 32,5 Ом. Далі отримаємо: З 0 = 62 пФ;
Малюнок 6.1
Коефіцієнт передачі вхідного ланцюга в області верхніх частот можна описати виразом:
де
З ВХ - вхідна ємність каскаду на ПТ
Значення L 3опт, відповідне оптимальної за Брауде АЧХ, розраховується за формулою:
При заданому значенні Y B і розрахунку L Зопт по (6.2) верхня частота смуги пропускання вхідного ланцюга дорівнює:
Приклад 6.1. Розрахувати f B, R З, L З вхідного ланцюга, наведеної на малюнку 6.1, за умов: Y B = 0,9; R Г = 50 Ом; З ВХ - з прикладу 3.1; допустиме зменшення К 0 за рахунок введення коректує ланцюга - 2 рази.
Рішення. З умови припустимого зменшення К 0 і співвідношення (6.1) знайдемо: R З = 50 Ом. Підставляючи відомі З ВХ, R Г і R З в (6.2), отримаємо: L Зопт = 37,5 нГн. Далі визначимо:
7 РОЗРАХУНОК ВИХІДНИЙ коригувальні ланцюга
У розглянутих вище підсилювальних каскадах розширення смуги пропускання пов'язане з втратою частини вихідний потужності в резисторах коригувальних ланцюгів (КЦ) або ланцюгів зворотного зв'язку. Від вихідних каскадів підсилювачів потрібно, як правило, отримання максимально можливої вихідний потужності в заданій смузі частот. З теорії підсилювачів відомо [9], що для виконання зазначеної вимоги необхідно реалізувати відчувається опір навантаження для внутрішнього генератора транзистора рівним постійної величиною у всьому робочому діапазоні частот. Цього можна досягти, включивши вихідну ємність транзистора у фільтр нижніх частот, що використовується в якості вихідної КЦ. Схема включення вихідний КЦ наведена на малюнку 7.1.
Малюнок 7.1
При роботі вихідного каскаду без вихідний КЦ модуль коефіцієнта відбиття
Зменшення вихідний потужності щодо максимального значення, обумовлене наявністю C ВИХІД, складає величину:
де
Використання фільтра нижніх частот як вихідний КЦ при одночасному розрахунку елементів L 1, C 1 по методиці Фано [9] дозволяє забезпечити мінімально можливе, відповідне заданим C ВИХІД і f B, значення максимальної величини модуля коефіцієнта відбиття
У таблиці 7.1 наведені нормовані значення елементів L 1, C 1, C ВИХІД, розраховані за методикою Фано, а також коефіцієнт
Справжні значення елементів розраховуються за формулами:
Розрахунок частотних спотворень, що вносяться вихідний ланцюгом кінцевого каскаду, наведений у розділі 3.1. При використанні вихідний КЦ частотні спотворення, що вносяться вихідний ланцюгом, визначаються співвідношенням:
Коефіцієнт посилення каскаду з вихідною КЦ визначається виразом (3.2).
Приклад 7.1. Розрахувати вихідну КЦ для підсилювального каскаду на транзисторі КП907Б (дані транзистора - в прикладі 3.1) при R Н = 50 Ом, f B = 200 МГц. Визначити R ОЩ, зменшення вихідний потужності на частоті f B і рівень частотних спотворень, що вносяться вихідний ланцюгом при використанні КЦ і без неї.
Рішення. Знайдемо нормоване значення З ВИХІД:
2. ВИХІДНІ ДАНІ ДЛЯ РОЗРАХУНКІВ
3. РОЗРАХУНОК НЕКОРРЕКТІРОВАННОГО КАСКАДУ із загальним джерелом
4. РОЗРАХУНОК КАСКАДУ з високочастотним Індуктивні КОРЕКЦІЯ
5. РОЗРАХУНОК КАСКАДУ З істоковий КОРЕКЦІЯ
6. РОЗРАХУНОК ВХІДНИЙ коригувальні ланцюга
7. РОЗРАХУНОК ВИХІДНИЙ коригувальні ланцюга
8. РОЗРАХУНОК ДИСИПАТИВНИХ межкаскадной коректує ланцюга ДРУГОГО ПОРЯДКУ
9. РОЗРАХУНОК ДИСИПАТИВНИХ межкаскадной коректує ланцюга ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКУ
ЛІТЕРАТУРА
РОЗРАХУНОК коригувальних ланцюгів широкосмугових підсилюючих каскадів на польових транзисторах
Мета роботи - отримання закінчених аналітичних виразів для розрахунку коефіцієнта підсилення, смуги пропускання і значень елементів коригувальних ланцюгів найбільш відомих і ефективних схемних рішень побудови підсилювальних каскадів на польових транзисторах (ПТ). Основні результати роботи - висновок і подання в зручному для проектування вигляді розрахункових співвідношень для підсилювальних каскадів з простою індуктивного і джерельній корекціями, з чотириполюсним дисипативними міжкаскадні коригуючими ланцюгами другого і четвертого порядків, для вхідний і вихідний коригувальних ланцюгів. Для підсилювального каскаду з межкаскадной корегуючої ланцюгом четвертого порядку наведена методика розрахунку, що дозволяє реалізувати заданий нахил його амплітудно-частотної характеристики з заданою точністю. Для всіх схемних рішень побудови підсилювальних каскадів на ПТ наведено приклади розрахунку.
1 ВСТУП
Розрахунок елементів високочастотної корекції є невід'ємною частиною процесу проектування підсилюючих пристроїв. У відомій літературі матеріал, присвячений цій проблемі, не завжди представлений у зручному для проектування вигляді. У зв'язку з цим у статті зібрані найбільш відомі та ефективні схемні рішення побудови широкосмугових підсилюючих пристроїв на ПТ, а співвідношення для розрахунку коефіцієнта підсилення, смуги пропускання і значень елементів коригувальних ланцюгів дано без висновків. Посилання на літературу дозволяють знайти, при необхідності, докази справедливості наведених співвідношень.
Особливо слід відзначити, що в довідковій літературі з вітчизняним ПТ [1, 2] не наводяться значення елементів еквівалентної схеми заміщення ПТ Тому при розрахунках слід користуватися параметрами зарубіжних аналогів [2, 3] або здійснювати проектування на закордонній елементній базі [3].
2 ВИХІДНІ ДАНІ ДЛЯ РОЗРАХУНКІВ
Відповідно до [4, 5, 6], пропоновані нижче співвідношення для розрахунку підсилювальних каскадів на ПТ засновані на використанні еквівалентної схеми заміщення транзистора, наведеної на рисунку 2.1, а, і отриманої на її основі односпрямованої моделі, наведеної на малюнку 2.1, б.
| а) | б) |
Тут З ЗИ - ємність затвор-результат, З ЗС - ємність затвор-стік, З СІ - ємність стік-витік, R ВИХІД - опір стік-витік, S - крутизна ПТ, З ВХ =. C ЗИ + З ЗС (1 + SR Е), R Е = R ВИХІД R Н / (R ВИХІД + R Н), R Н - опір навантаження каскаду на ПТ, C ВИХІД = С СІ + С ЗС.
3 РОЗРАХУНОК НЕКОРРЕКТІРОВАННОГО КАСКАДУ із загальним джерелом
3.1 Крайовий каскад
Принципова схема некорректірованного підсилювального каскаду наведена на малюнку 3.1, а, еквівалентна схема по перемінному току - малюнку 3.1, б.
| а) | б) |
Відповідно до [6], коефіцієнт підсилення каскаду в області верхніх частот можна описати виразом:
де
При заданому рівні частотних спотворень
верхня частота f У смуги пропускання каскаду дорівнює:
де
Вхідний опір каскаду на ПТ, без урахування ланцюгів зсуву, визначається вхідний ємністю:
Приклад 3.1. Розрахувати f B, R C, C ВХ каскаду, наведеного на рисунку 3.1, при використанні транзистора КП907Б (С ЗИ = 20 пФ; З ЗС = 5 пФ; З СІ = 12 пФ; R ВИХІД = 150 Ом; S = 200 мА / В [7]) і умов: R Н = 50 Ом; Y B = 0,9; K 0 = 4.
Рішення. За відомим K 0 і S з (3.2) знайдемо: R Е = 20 Ом. Знаючи R ВИХІД, R Н і R Е, з (3.3) визначимо: R З = 43 Ом. За (3.4) і (3.5) розрахуємо: З 0 = 17 пФ;
3.2 ПРОМІЖНИЙ КАСКАД
Принципова схема каскаду наведена на малюнку 3.2, а, еквівалентна схема по перемінному току - малюнку 3.2, б.
| а) | б) |
Коефіцієнт посилення каскаду в області частот описується виразом (3.1), в якому значення R Е і С 0 розраховуються за формулами:
де С ВХ - вхідна ємність навантажує каскаду.
Значення f B і С ВХ каскаду розраховуються за співвідношенням (3.7) і (3.8).
Приклад 3.2. Розрахувати f B, R C, C ВХ каскаду, наведеного на малюнку 3.2, при використанні транзистора КП907Б (дані транзистора в прикладі 3.1) і умов: Y B = 0.9; K 0 = 4; вхідна ємність навантажує каскаду - з прикладу 3.1.
Рішення. За відомим K 0 і S з (3.2) знайдемо: R Е = 20 Ом. Знаючи R Е і R ВИХІД, з (3.9) визначимо: R C = 23 Ом. За (3.10) і (3.4) розрахуємо С 0 = 62 пФ;
3.3 РОЗРАХУНОК Спотворення, внесені ВХІДНИЙ ЛАНЦЮГОМ
Принципова схема вхідного ланцюга каскаду наведена на малюнку 3.3, а, еквівалентна схема по перемінному току - малюнку 3.3, б.
| а) | б) |
Коефіцієнт передачі вхідного ланцюга в області частот описується виразом [6]:
де
З ВХ - вхідна ємність каскаду на ПТ
Значення f B вхідного ланцюга розраховується за формулою (3.7).
Приклад 3.3. Розрахувати K 0 і f B вхідного ланцюга, наведеної на малюнку 3.3, за умов: R Г = 50 Ом; R З = 1 МОм; Y B = 0,9; C ВХ - з прикладу 3.1.
Рішення. За (3.11) знайдемо: K 0 = 1, по (3.12) визначимо:
4 РОЗРАХУНОК КАСКАДУ з високочастотним Індуктивні КОРЕКЦІЯ
Принципова схема каскаду з високочастотної індуктивного корекцією наведена на малюнку 4.1, а, еквівалентна схема по перемінному току - малюнку 4.1, б.
| а) | б) |
Коефіцієнт посилення каскаду в області верхніх частот можна описати вираженням [6]:
де K 0 = SR Е; (4.1)
Значення
При заданому значенні Y B верхня частота смуги пропускання каскаду дорівнює:
Вхідна ємність каскаду визначається співвідношенням (3.8).
При роботі каскаду в якості предоконечного всі перераховані вище співвідношення справедливі. Однак R Е, R 0 і С 0 приймаються рівними:
де С ВХ - вхідна ємність кінцевого каскаду.
Приклад 4.1. Розрахувати f B, L C, R C, C ВХ каскаду, наведеного на рисунку 4.1, при використанні транзистора КП907Б (дані транзистора - в прикладі 3.1) і умов: Y B = 0,9; K 0 = 4; каскад працює в якості предоконечного; вхідна ємність навантажує каскаду - з прикладу 3.1.
Рішення. За відомим K 0 і S з (4.1) знайдемо: R Е = 20 Ом. Далі по (4.4) отримаємо: R C = 23 Ом; R 0 = 150 Ом; C 0 = 62 пФ;
5 РОЗРАХУНОК КАСКАДУ З істоковий КОРЕКЦІЯ
Принципова схема каскаду з джерельній корекцією наведена на рисунку 5.1, а, еквівалентна схема по перемінному току - малюнку 5.1, б.| а) | б) |
Коефіцієнт посилення каскаду в області верхніх частот можна описати вираженням [6]:
де K 0 = SR Е / F; (5.1)
Значення З 1опт, відповідне оптимальної за Брауде АЧХ, розраховується за формулою:
При заданому значенні Y B верхня частота смуги пропускання каскаду дорівнює:
Вхідна ємність каскаду визначається співвідношенням:
При роботі каскаду в якості предоконечного всі перераховані вище співвідношення справедливі. Однак R Е і С 0 приймаються рівними:
де С ВХ - вхідна ємність кінцевого каскаду.
Приклад 5.1. Розрахувати f B, R 1, С 1, С ВХ каскаду, наведеного на рисунку 5.1, при використанні транзистора КП907Б (дані транзистора - в прикладі 3.1) і умов: Y B = 0,9; K 0 = 4; каскад працює в якості предоконечного; вхідна ємність навантажувального каскаду - з прикладу 3.1.
Рішення. За відомим K 0, S, R Е з (5.1), (5.2) знайдемо: F = 7,5; R 1 = 32,5 Ом. Далі отримаємо: З 0 = 62 пФ;
6 РОЗРАХУНОК ВХІДНИЙ коригувальні ланцюга
З наведених вище прикладів розрахунку видно, що найбільші спотворення АЧХ обумовлені вхідний ланцюгом. Для розширення смуги пропускання вхідних ланцюгів підсилювачів на ПТ у [8] запропоновано використовувати схему, наведену на малюнку 6.1.| а) | б) |
Коефіцієнт передачі вхідного ланцюга в області верхніх частот можна описати виразом:
де
З ВХ - вхідна ємність каскаду на ПТ
Значення L 3опт, відповідне оптимальної за Брауде АЧХ, розраховується за формулою:
При заданому значенні Y B і розрахунку L Зопт по (6.2) верхня частота смуги пропускання вхідного ланцюга дорівнює:
Приклад 6.1. Розрахувати f B, R З, L З вхідного ланцюга, наведеної на малюнку 6.1, за умов: Y B = 0,9; R Г = 50 Ом; З ВХ - з прикладу 3.1; допустиме зменшення К 0 за рахунок введення коректує ланцюга - 2 рази.
Рішення. З умови припустимого зменшення К 0 і співвідношення (6.1) знайдемо: R З = 50 Ом. Підставляючи відомі З ВХ, R Г і R З в (6.2), отримаємо: L Зопт = 37,5 нГн. Далі визначимо:
7 РОЗРАХУНОК ВИХІДНИЙ коригувальні ланцюга
У розглянутих вище підсилювальних каскадах розширення смуги пропускання пов'язане з втратою частини вихідний потужності в резисторах коригувальних ланцюгів (КЦ) або ланцюгів зворотного зв'язку. Від вихідних каскадів підсилювачів потрібно, як правило, отримання максимально можливої вихідний потужності в заданій смузі частот. З теорії підсилювачів відомо [9], що для виконання зазначеної вимоги необхідно реалізувати відчувається опір навантаження для внутрішнього генератора транзистора рівним постійної величиною у всьому робочому діапазоні частот. Цього можна досягти, включивши вихідну ємність транзистора у фільтр нижніх частот, що використовується в якості вихідної КЦ. Схема включення вихідний КЦ наведена на малюнку 7.1.
| а) | б) |
При роботі вихідного каскаду без вихідний КЦ модуль коефіцієнта відбиття
Зменшення вихідний потужності щодо максимального значення, обумовлене наявністю C ВИХІД, складає величину:
де
Використання фільтра нижніх частот як вихідний КЦ при одночасному розрахунку елементів L 1, C 1 по методиці Фано [9] дозволяє забезпечити мінімально можливе, відповідне заданим C ВИХІД і f B, значення максимальної величини модуля коефіцієнта відбиття
У таблиці 7.1 наведені нормовані значення елементів L 1, C 1, C ВИХІД, розраховані за методикою Фано, а також коефіцієнт
Таблиця 7.1
| 0,1 | 0,18 | 0,099 | 0,000 | 1,000 |
| 0,2 | 0,382 | 0,195 | 0,002 | 1,001 |
| 0,3 | 0,547 | 0,285 | 0,006 | 1,002 |
| 0,4 | 0,682 | 0,367 | 0,013 | 1,010 |
| 0,5 | 0,788 | 0,443 | 0,024 | 1,020 |
| 0,6 | 0,865 | 0,513 | 0,037 | 1,036 |
| 0,7 | 0,917 | 0,579 | 0,053 | 1,059 |
| 0,8 | 0,949 | 0,642 | 0,071 | 1,086 |
| 0,9 | 0,963 | 0,704 | 0,091 | 1,117 |
| 1,0 | 0,966 | 0,753 | 0,111 | 1,153 |
| 1,1 | 0,958 | 0,823 | 0,131 | 1,193 |
| 1,2 | 0,944 | 0,881 | 0,153 | 1,238 |
| 1,3 | 0,927 | 0,940 | 0,174 | 1,284 |
| 1,4 | 0,904 | 0,998 | 0,195 | 1,332 |
| 1,5 | 0,882 | 1,056 | 0,215 | 1,383 |
| 1,6 | 0,858 | 1,115 | 0,235 | 1,437 |
| 1,7 | 0,833 | 1,173 | 0,255 | 1,490 |
| 1,8 | 0,808 | 1,233 | 0,273 | 1,548 |
| 1,9 | 0,783 | 1,292 | 0,292 | 1,605 |
| 2,0 | 0,760 | 1,352 | 0,309 | 1,664 |
Розрахунок частотних спотворень, що вносяться вихідний ланцюгом кінцевого каскаду, наведений у розділі 3.1. При використанні вихідний КЦ частотні спотворення, що вносяться вихідний ланцюгом, визначаються співвідношенням:
Коефіцієнт посилення каскаду з вихідною КЦ визначається виразом (3.2).
Приклад 7.1. Розрахувати вихідну КЦ для підсилювального каскаду на транзисторі КП907Б (дані транзистора - в прикладі 3.1) при R Н = 50 Ом, f B = 200 МГц. Визначити R ОЩ, зменшення вихідний потужності на частоті f B і рівень частотних спотворень, що вносяться вихідний ланцюгом при використанні КЦ і без неї.
Рішення. Знайдемо нормоване значення З ВИХІД:
8 РОЗРАХУНОК ДИСИПАТИВНИХ межкаскадной коректує ланцюга ДРУГОГО ПОРЯДКУ
Принципова схема підсилювача з межкаскадной КЦ другого порядку наведена на малюнку 8.1, а, еквівалентна схема по перемінному току - малюнку 8.1, б. [10].
| а) |
| б) |
Коефіцієнт посилення каскаду на транзисторі T 1 в області верхніх частот можна описати вираженням [11, 12]:
де K 0 = SR Е; (8.2)
У таблиці 8.1 наведено нормовані значення елементів
Таблиця 8.1 отримана за допомогою методики проектування согласующе-вирівнюючих ланцюгів транзисторних підсилювачів, що передбачає складання і рішення системи компонентних рівнянь [13], і методики синтезу прототипу передавальної характеристики, що забезпечує максимальний коефіцієнт підсилення каскаду при заданій допустимої нерівномірності АЧХ в заданій смузі частот [14].
Таблиця 8.1
| 0,01 | 1,597 | 88,206 | 160,3 | 2,02 | 101 | 202,3 |
| 0,05 | 1,597 | 18,08 | 32,061 | 2,02 | 20,64 | 40,47 |
| 0,1 | 1,597 | 9,315 | 16,03 | 2,02 | 10,57 | 20,23 |
| 0,15 | 1,597 | 6,393 | 10,69 | 2,02 | 7,21 | 13,5 |
| 0,2 | 1,596 | 4,932 | 8,019 | 2,02 | 5,5 | 10,1 |
| 0,3 | 1,596 | 3,471 | 5,347 | 2,02 | 3,856 | 6,746 |
| 0,4 | 1,595 | 2,741 | 4,012 | 2,02 | 3,017 | 5,06 |
| 0,6 | 1,594 | 2,011 | 2,677 | 2,02 | 2,177 | 3,373 |
| 0,8 | 1,521 | 1,647 | 2,011 | 2,02 | 1,758 | 2,53 |
| 1 | 1,588 | 1,429 | 1,613 | 2,02 | 1,506 | 2,025 |
| 1,2 | 1,58 | 1,285 | 1,351 | 2,02 | 1,338 | 1,688 |
| 1,5 | 1,467 | 1,178 | 1,173 | 2,02 | 1,17 | 1,352 |
| 1,7 | 1,738 | 1,017 | 0,871 | 2,015 | 1,092 | 1,194 |
| 2 | 1,627 | 0,977 | 0,787 | 2,00 | 1,007 | 1,023 |
| 2,5 | 1,613 | 0,894 | 0,635 | 2,03 | 0,899 | 0,807 |
| 3 | 1,61 | 0,837 | 0,53 | 2,026 | 0,833 | 0,673 |
| 3,5 | 1,608 | 0,796 | 0,455 | 2,025 | 0,785 | 0,577 |
| 4,5 | 1,606 | 0,741 | 0,354 | 2,025 | 0,721 | 0,449 |
| 6 | 1,605 | 0,692 | 0,266 | 2,024 | 0,666 | 0,337 |
| 8 | 1,604 | 0,656 | 0,199 | 2,024 | 0,624 | 0,253 |
| 10 | 1,604 | 0,634 | 0,160 | 2,024 | 0,598 | 0,202 |
При використанні розглянутої КЦ в якості вхідної
У разі необхідності побудови нормованої частотної характеристики проектованого підсилювального каскаду значення
Приклад 8.1. Розрахувати межкаскадной КЦ підсилювального каскаду, наведеного на малюнку 8.1, його
Рішення. За відомим
9 РОЗРАХУНОК ДИСИПАТИВНИХ межкаскадной коректує ланцюга ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКУ
Принципова схема підсилювача з межкаскадной корегуючої ланцюгом четвертого порядку [15] наведена на малюнку 9.1, а, еквівалентна схема по перемінному току - малюнку 9.1, б.
| а) |
| б) |
Незважаючи на те, що КЦ містить п'ять коригувальних елементів, конструктивно її виконання може виявитися простіше виконання КЦ другого порядку.
Коефіцієнт посилення каскаду на транзисторі T 1 в області верхніх частот можна описати вираженням [14]:
де
R ВИХ1 - опір стік-витік транзистора T 1; З ВХ2 - вхідна ємність транзистора T 2;
У таблиці 9.1 наведено нормовані значення елементів L 1, R 2, C 3, C 4, L 5, обчислені для випадку реалізації підсилювального каскаду з різним нахилом АЧХ, які лежать в межах
Таблиця 9.1 отримана за допомогою методики проектування согласующе-вирівнюючих ланцюгів транзисторних підсилювачів, що передбачає складання і рішення систем компонентних рівнянь [13], і методики синтезу прототипу передавальної характеристики, що забезпечує максимальний коефіцієнт підсилення каскаду при заданій допустимої нерівномірності АЧХ в заданій смузі частот [14].
Таблиця 9.1
| Нахил АЧХ, дБ | ||||||||||
| -6 | 2,40 | 1,58 | 5,85 | 2,34 | 0,451 | 2,43 | 1,21 | 6,75 | 2,81 | 0,427 |
| -5 | 2,47 | 1,63 | 5,53 | 2,39 | 0,426 | 2,43 | 1,22 | 6,49 | 2,90 | 0,401 |
| -4 | 2,49 | 1,65 | 5,23 | 2,48 | 0,399 | 2,41 | 1,20 | 6,24 | 3,03 | 0,374 |
| -3 | 2,48 | 1,64 | 4,97 | 2,60 | 0,374 | 2,36 | 1,18 | 6,02 | 3,20 | 0,348 |
| -2 | 2,42 | 1,59 | 4,75 | 2,74 | 0,351 | 2,32 | 1,16 | 5,77 | 3,36 | 0,327 |
| -1 | 2,29 | 1,51 | 4,59 | 2,93 | 0,327 | 2,30 | 1,15 | 5,47 | 3,50 | 0,309 |
| 0 | 2,09 | 1,38 | 4,49 | 3,18 | 0,303 | 2,22 | 1,11 | 5,23 | 3,69 | 0,291 |
| +1 | 1,84 | 1,21 | 4,49 | 3,52 | 0,277 | 2,08 | 1,04 | 5,08 | 3,93 | 0,273 |
| +2 | 1,60 | 1,05 | 4,52 | 3,91 | 0,252 | 1,88 | 0,94 | 5,02 | 4,26 | 0,253 |
| +3 | 1,33 | 0,876 | 4,69 | 4,47 | 0,225 | 1,68 | 0,842 | 4,99 | 4,62 | 0,234 |
| +4 | 2,69 | 1,35 | 3,34 | 3,29 | 0,281 | 1,51 | 0,757 | 4,97 | 5,02 | 0,217 |
| +5 | 2,23 | 1,11 | 3,43 | 3,67 | 0,257 | 1,32 | 0,662 | 5,05 | 5,54 | 0,198 |
| +6 | 1,76 | 0,879 | 3,65 | 4,27 | 0,228 | 1,10 | 0,552 | 5,29 | 6,31 | 0,176 |
де С ВИХ1Н, З ВХ2Н - нормовані відносно R ВИХ1 і
При відомих значеннях
При використанні розглянутої КЦ в якості вхідної З ВИХ1 приймається рівною нулю, R ВИХ1 приймається рівним R Г, а коефіцієнт передачі вхідного ланцюга на середніх частотах розраховується за формулою:
У разі необхідності побудови нормованої частотної характеристики проектованого підсилювального каскаду значення
Приклад 9.1. Розрахувати межкаскадной КЦ підсилювача, наведеного малюнку 9.1, його K 0 і С ВХ при використанні транзистора КП907Б (дані транзистора - в прикладі 3.1) і умов: f B = 100 МГц; вхідна ємність навантажує каскаду - з прикладу 3.1; допустима нерівномірність АЧХ -
Рішення. З таблиці 9.1 для нерівномірності АЧХ + 0,5 дБ і нахилу АЧХ, рівного 0 дБ, маємо:
ЛІТЕРАТУРА
1. Перельман Б.Л. Нові транзистори: Довідник. - М.: Солон, 1996.
2. Пєтухов В.М. Польові та високочастотні біполярні транзистори середньої та великої потужності та їхні зарубіжні аналоги: Довідник. - М.: кубки-а, 1997.
3. Польові транзистори: Довідник. - Faber. STM. Publications, 1997.
4. Шварц Н.З. Підсилювачі НВЧ на польових транзисторах. - М.: Радіо і зв'язок, 1987.
5. Никифоров В.В., Куліш Т.Т., Шевнин І.В. До проектування широкосмугових підсилювачів потужності КВ-УКХ-діапазону на потужних МДП-транзисторах / / В зб.: Напівпровідникові прилади в техніці зв'язку / Під ред. І.Ф. Миколаївського. - М.: Радіо і зв'язок. -1993 .- Вип. 23.
6. Мамонкин І.Г. Підсилювальні пристрої: Навчальний посібник для вузів. - М.: Зв'язок, 1977.
7. Никифоров В.В., Максимчук О.О. Визначення елементів еквівалентної схеми потужних МДП-транзисторів / / В зб.: Напівпровідникова електроніка у техніці зв'язку / Під ред. І.Ф. Миколаївського. - М.: Радіо і зв'язок .- 1985 .- Вип. 25.
8. Никифоров В.В., Терентьєв С.Ю. Синтез ланцюгів корекції широкосмугових підсилювачів потужності із застосуванням методів нелінійного програмування / / В зб.: Напівпровідникова електроніка у техніці зв'язку / Під ред. І.Ф. Миколаївського. - М.: Радіо і зв'язок. - 1986. - Вип. 26.
9. Широкосмугові радіопередавальні пристрої / Алексєєв О.В., Головков О.А., Польовий В.В., Соловйов О.О. / Под ред. О.В. Алексєєва. - М.: Зв'язок, 1978.
10. Титов А.А., Іллюшенко В.М., Авдоченко Б.І., Обіхвостов В.Д. Широкосмуговий підсилювач потужності для роботи на неузгоджену навантаження / / ПТЕ. - 1996. - № 2. - С.68-69.
11. Шварц Н.З. Лінійні транзисторні підсилювачі НВЧ. - М.: Сов. радіо, 1980.
12. Бабак Л.І., Дячка О.М., Дергунов С.А. Розрахунок ланцюгів корекції потужних надширокосмугових транзисторних НВЧ-підсилювачів / / Напівпровідникова електроніка у техніці зв'язку / Під ред. І.Ф. Миколаївського. - М.: Радіо і зв'язок. - 1988. - Вип. 27.
13. Бабак Л.І., Шевцов А.М., Юсупов Р.Р. Пакет програм автоматизованого розрахунку транзисторних широкосмугових і імпульсних УВЧ-і СВЧ-підсилювачів / / Електронна техніка. Сер. НВЧ-техніка. - 1993. - № 3. - С.60-63.
14. Титов А.А. Розрахунок дисипативної межкаскадной коректує ланцюга широкосмугового підсилювача потужності / / Радіотехніка. - 1989. - № 2. - С.88-90.
15. Жаворонков В.І., Ізгагін Л.М., Шварц Н.З. Транзисторний підсилювач НВЧ з смугою пропускання