- граничная частота fт = 1.8 ГГц;

- статический коэффициент передачи по току h21э= b0 =120;

- емкость коллекторного перехода Ск = 1.5 пФ;

- постоянная времени цепи внутренней обратной связи τк = 8 пФ;

- постоянная составляющая тока коллектора в номинальном режиме Iк=5 мА;

- постоянное напряжение на коллекторе Uк = 5В.

Для оценки усилительных способностей каскадов радиоприемника и устойчивости формы их резонансных характеристик необходимо произвести расчет высокочастотных Y – параметров используемых транзисторов по данным, приводимым в справочной литературе.

Формулы для расчета Y-параметров будем брать из таблицы 1 [5]. Для начала введем следующие обозначения:

β0 = h21э – статический коэффициент усиления тока базы при коротко замкнутом выходе в схеме с общим эмиттером (ОЭ);

h11б= rэ + rб/(1+β0) – входное сопротивление при короткозамкнутом выходе в схеме с общей базой (ОБ);

rэ[Ом] = 26/Iк[мА] – дифференциальное сопротивление эмиттера;

Iэ – постоянная составляющая тока эмиттера;

rб = 2τк/Ск­ – внутреннее сопротивление базы;

τк – постоянная времени внутренней обратной связи на высокой частоте;

Ск – емкость коллекторного перехода;

γs= f/fs ; γт=f/fт;

fs=fтrэ/rб – граничная частота по крутизне в схеме с ОЭ;

fт= |h21э|fизм ;

fизм­ – частота, на которой измерена величина |h21э|;

С12 – эквивалентная проходная емкость в схеме с ОЭ при короткозамкнутом входе;

С22 – эквивалентная выходная емкость в схеме с ОЭ;

С11 – эквивалентная входная емкость в схеме с ОЭ.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

3.2.1 Расчет вспомогательных параметров транзистора

Статический коэффициент передачи по току

. (3.8)

Дифференциальное сопротивление эмиттера

Ом. (3.9)

Внутреннее сопротивление базы

Ом. (3.10)

Входное сопротивление при короткозамкнутом входе в схеме с ОБ

Ом. (3.11)

. (3.12)

. (3.13)

3.2.2 Расчет Y-параметров транзистора

Прямая взаимная проводимость транзистора

См. (3.14)

Активная составляющая выходной проводимости транзистора

См, (3.15)

Реактивная составляющая выходной проводимости транзистора

(3.16)

Выходная емкость транзистора

Ф. (3.17)

Активная составляющая входной проводимости транзистора равна

См, (3.18)

Реактивная составляющая входной проводимости транзистора равна

См. (3.19)

Входная емкость транзистора равна

Ф. (3.20)

Обратная взаимная проводимость транзистора

См. (3.21)

3.3 Усилитель радиочастоты

В качестве УРЧ будем использовать каскад с общим эмиттером (ОЭ). Эта схема выполнена на кремниевом биполярном транзисторе типа КТ399А и изображена на рис.3.2. Исходными данными для расчета являются :

- рабочая частота f0=100 МГц ;

- затухание контуров УРЧ =0,001

- полоса пропускания Пурч при неравномерности АЧХ не более sп. урч=0.6дБ;

- параметры нагрузки gвх = 1.7 мСм, Cвх = 3.37 пФ;

- источник питания Еп= 9В.

Рисунок 3.2 – Схема УРЧ

Коэффициент устойчивого усиления каскада с ОЭ равен

. (3.22)

Нагрузкой УРЧ будет двухконтурный полосовой фильтр при факторе связи βкр=1,7. Контуры УРЧ перестраеваются в пределах 2МГц.

Наложим следующие условия на двухконтурный каскад УРЧ:

f01= f02= f0;

dэ1= dэ2= dэ=0,01;

Сэ1=Сэ2=Сэ=15пФ;

Величину эквивалентного затухания соответствующего заданной неравномерности в пределах полосы пропускания найдем так [7]

. (3.23)

Полоса пропускания полосового фильтра [4] равна:

МГц (3.24)

Индуктивность контуров определяется как:

мкГн (3.25)

Выбираем реализуемую индуктивность контурной катушки Lк = 0.2мкГн. Максимально допустимая емкость контура

пФ. (3.26)

Зададимся емкостью контура С = 20 пФ.

Определим величину эквивалентной проводимости контуров УРЧ

См (3.27)

Определим величину собственной проводимости контуров УРЧ.

См (3.28)

Коэффициенты включения контуров:

(3.29)

(3.30)

Коэффициент усиления УРЧ

Так как коэффициент усиления каскада К0 получился больше Куст, изменим коэффициенты трансформации таким образом, чтобы получить устойчивый коэффициент усиления. Задавшись фиксированным коэффициентом усиления каскада Кф=Куст=7, определим коэффициент трансформации:

. (3.31)

Шунтирующая проводимость контура со стороны УРЧ:

См, (3.32)

Rш= 21кOм,

где g22 = 0,1175 мСм – выходная проводимость УРЧ.

Номинальное значение сопротивления Rш1 = 20кОм.

Емкость контурных конденсаторов определяют как

пФ, (3.33)

пФ, (3.34)

где С22 = 1,9пФ – выходная емкость УРЧ;

Свх – входная емкость преобразователя частоты;

CL = 0,5 пФ – собственная емкость катушки;

СM =0,5 пФ – емкость монтажа.

Номинальное значения емкостей Ск1=15пФ, Ск2=13пФ

Коэффициент связи:

(3.35)

Коэффициент взаимоиндукции:

Гн. (3.36)

Избирательность по зеркальному каналу определим по [3]:

дБ (3.37)

Произведем расчет элементов питания обеспечивающих режим работы по постоянному току УРЧ [3]. Будем использовать усилительный прибор в типовом режиме указанном в паспорте. Рассчитаем термостабилизацию в диапазоне температур от - 40 до +600 С. Исходными данными для расчета являются: напряжение источника питания Еп = 9 В; обратный ток коллектора Iкб0= 0.5 мкА при температуре Т0=2730 К; напряжение на коллекторе в рабочей точке Uкэ =5 В; номинальный ток коллектора Iк = 5 мА; минимальная температура среды Тmin=2330 К; максимальная температура среды Тmax=3330

Определяем изменение обратного тока коллектора

А. (3.38)

Находим тепловое смещение напряжения базы

В. (3.39)

Рассчитываем необходимую нестабильность коллекторного тока

А. (3.40)

Вычисляем сопротивление резисторов

Ом, (3.41)

Ом, (3.42)

Ом, (3.43)

Ом. (3.44)

Выбираем сопротивления следующих номиналов Rэ = 680 Ом, Rф = 100 Ом, Rб1 = 13 кОм, Rб2 = 20 кОм. Рассчитываем емкости конденсаторов

Ф, (3.45)

Ф, (3.46)

Ф. (3.47)

Выбираем величины емкостей конденсаторов Сб = Сэ = 1.5 нФ, Сф = 1.1 нФ, Ср = 1.2 нФ.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6