Импульсный усилитель

СОДЕРЖАНИЕ

1 ЭТАПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:        2

2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:        2

3 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ        3

4 ВЫБОР ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМ УСИЛИТЕЛЯ        4

5 РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ        5

5.1 Расчет элементов выходного каскада        5

5.2 Расчет элементов второго каскада предварительного усиления        15

5.3 Расчет элементов первого каскада предварительного усиления        21

5.4 Расчет элементов первого каскада промежуточного усиления        23

6 Расчетные характеристики усилителя        29

6.1 Коэффициент усиления        29

6.2 Время установления импульса        30

6.3 Спад плоской вершины импульса        30

ПРИЛОЖЕНИЕ А – ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ        31

ПРИЛОЖЕНИЕ Б – ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ. ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ        32

1. ЭТАПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

- анализ технического задания;

- выбор функциональной и принципиальной схем усилителя;

- расчет элементов принципиальной схемы.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

- выходное напряжение Uвых = 30 В;

- сопротивление нагрузки Rн = 300 Ом;

- емкость нагрузки Cн = 600 пФ;

- ЭДС источника сигнала Eг = 4 мВ с сопротивлением Rг = 2 кОм;

- длительность входного сигнала tи = 30 мкс;

- время установления tу=0,1 мкс;

- спад вершины импульса Δ=2%=0,02;

- рабочая температура Tраб = 50 0C.

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

3.1 Коэффициент усиления по напряжению:

[pic 1]дБ.

3.2 Так как RГ=2 кОм, первый каскад выбираем с общим коллектором.

3.3 Так как RГ=300 Ом, выходной каскад так же выбираем с общим эмиттером.

3.4 Ориентировочное общее число каскадов усилителя – 3, тогда:

Коэффициент усиления одного каскада:

[pic 2].

Предполагая равномерное распределение длительности фронта импульса по каскадам, получим:

[pic 3]мкс.

Верхняя частота полосы пропускания одного каскада составляет:

[pic 4].

Необходимую верхнюю граничную частоту транзистора определим из выражения:

[pic 5].

1. ВЫБОР ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМ УСИЛИТЕЛЯ

Исходя из анализа технического задания усилитель будет состоять из трех транзисторных каскадов по схеме с общим эмиттером:

- входной каскад;

- один каскад предварительного усиления;

- выходной каскад.

Для выходного каскада усилителя необходимо использовать источник питания, напряжением более 30 В. Для входного и промежуточных каскадов использование такого источника нецелесообразно. Ориентировочное напряжение питания входного и предварительных каскадов составит более 6 В.

Функциональная схема усилителя приведена на рисунке 1.

[pic 6]

Рисунок 1 – Функциональная схема усилителя

1. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

1. Расчет элементов выходного каскада

5.1.1 Выбор транзистора для выходного каскада.

Для проектирования выходного каскада подходит транзистор КТ611Б с характеристиками:

- тип проводимости – n-p-n;

- граничная частота коэффициента передачи тока fT=60 МГц;

- коэффициент передачи тока базы h21Э=30…120;

- постоянная рассеиваемая мощность коллектора:

без теплоотвода Ркmax(25 0С)=0,8 Вт при ;

с теплоотводом Ркmax(25 0С)=3 Вт;

- распределенное сопротивление базы rб=40 Ом;