Курсовая работа: Проектирование аналоговых устройств

где - неравномерность вершины за счет i-й цепи;

N - число цепей.

Искажения фронта импульса связаны с частотными искажениями в области ВЧ, а искажения вершины импульса - с частотными искажениями в области НЧ [1,2]. Поэтому все указанные выше рекомендации по распределению частотных искажений для ШУ остаются в силе и для ИУ.

В связи с возможным разбросом номиналов элементов и параметров транзисторов необходимо обеспечить запас по основным характеристикам УУ в 1,2-1,5 раза.

4 РАСЧЕТ ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА

4.1 Выбор транзистора

Выбор транзистора для оконечного каскада осуществляется с учетом следующих предельных параметров:

¨ граничной частоты усиления транзистора по току в схеме с ОЭ

для ШУ,

для ИУ;

¨ предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер

для ШУ,

для ИУ;

¨ предельно допустимого тока коллектора (при согласованном выходе)

для ШУ,

для ИУ.

Если ИУ предназначен для усиления импульсного сигнала различной полярности (типа “меандра”) либо сигналов с малой скважностью (меньше 10), то при выборе транзистора оконечного каскада следует ориентироваться на соотношения для ШУ.

Тип проводимости транзистора может быть любой для ШУ и ИУ сигналов малой скважности. Если ИУ предназначен для усиления однополярного сигнала, то из энергетических соображений рекомендуется брать транзистор проводимости p-n-p для выходного сигнала положительной полярности, n-p-n - для отрицательной.

Обычно при U=(1...5)В и R=(50...150)Ом для выходного каскада берутся кремниевые ВЧ и СВЧ транзисторы средней мощности типа КТ610 и т.п.

4.2 Расчет требуемого режима транзистора

Существуют графические методы расчета оконечного каскада, основанные на построении динамических характеристик (ДХ) [1,2]. Однако для построения ДХ необходимы статические характеристики транзисторов, которые в современных справочниках по транзисторам практически не приводятся.

Рассмотрим методику нахождения координат рабочей точки транзистора без использования его статических характеристик.

Типичная схема оконечного каскада приведена на рис.4.1.

Задаемся сопротивлением в цепи коллектора:

R=(1...2) R, если требуется согласование выхода УУ с нагрузкой,

R=(2...3)R- в остальных случаях (рекомендация только для низкоомной нагрузки, R=(50...150)Ом ).

Задаемся падением напряжения на R(либо на R+ R, если R присутствует в схеме):

.

Определяем эквивалентное сопротивление нагрузки:

. (4.1)

Определяем требуемое значение тока покоя коллектора в рабочей точке (плюс 10%-й запас с учетом возможной его термонестабильности) для ШУ и ИУ сигналов различной полярности (рис.4.2,а):

.

Для ИУ однополярных сигналов с большой скважностью (Q10), рис.4.2,б:

.

Для ИУ однополярных сигналов с малой скважностью (Q<10), (рис.4.2.в):

.

Напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке для ШУ, ИУ сигналов различной полярности и ИУ однополярных сигналов с большой скважностью (см. рис.4.2,а,б):

,

где U - напряжение начального нелинейного участка выходных статических характеристик транзистора, U=(1...2)В.

Напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке для ИУ однополярных сигналов с малой скважностью (см. рис. 4.2,в):

.

Рекомендуется учесть для U необходимый запас на термонестабильность (обычно не более 10...15%).

Постоянная мощность, рассеиваемая на коллекторе, не должна превышать предельного значения, взятого из справочных данных на транзистор.