Расчет схемы термостабилизации

Как было сказано в пункте 7.1.2 в данном усилителе наиболее приемлема эмиттерная термостабилизация поскольку транзистор 2Т3129А9 является маломощным, кроме того эмиттерная стабилизация проста в реализации. Схема эмиттерной термостабилизации приведена на рисунке 4.1.

Порядок расчета:

1. Выберем напряжение эмиттера , ток делителя и напряжение питания ;

2. Затем рассчитаем .

Напряжение эмиттера выбирается равным порядка . Выберем .

Ток делителя выбирается равным , где - базовый ток транзистора и вычисляется по формуле:

мА,

Тогда:

мА

Напряжение питания рассчитывается по формуле: В

Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам:

Ом,

Ом

В диапазоне температур от 0 до 50 градусов для рассчитанной подобным образом схемы, результирующий уход тока покоя транзистора, как правило, не превышает (10-15)%, то есть схема имеет вполне приемлемую стабилизацию.

8. Искажения вносимые входной цепью

Принципиальная схема входной цепи каскада приведена на рис. 8.1.

Рисунок 8.1 - Принципиальная схема входной цепи каскада

При условии аппроксимации входного сопротивления каскада параллельной RC-цепью, коэффициент передачи входной цепи в области верхних частот описывается выражением:

где , (8.1)

, (8.2)

(8.3)

– входное сопротивление и входная емкость каскада.

Значение входной цепи рассчитывается по формуле (5.13), где вместо подставляется величина .

Ом,

с ,

Верхняя граничная частота не удовлетворяет требованиям технического задания. Желательно ввести коррекцию.

9. Расчет входной корректирующей цепи

Схема входной корректирующей цепи представлена на рис. 9.1

Рисунок 9.1 - Принципиальная схема входной корректирующей цепи каскада

Работа схемы основана на увеличении сопротивления цепи с ростом частоты усиливаемого сигнала и компенсации, благодаря этому, шунтирующего действия входной емкости каскада. Коэффициент передачи входной цепи в области верхних частот можно описать выражением:

, где

, (9.1)

, (9.2)

(9.3)

, (9.4)

, (9.5)

, (9.6)

– входное сопротивление и входная емкость каскада.

Значение рассчитывается по формуле:

(9.7)

При заданном значении и расчете по (9.6) верхняя частота полосы пропускания входной цепи равна:

, (9.8)

Где = =0,181

Примем допустимое уменьшение K0 за счет введения корректирующей цепи 0.65.

Используя (9.3) рассчитаем :

Ом ,

=0.0060 См ,

=596нГн,

= 28,9 мГц.

10. Расчет С_р

В принципиальной схеме усилителя предусмотрено четыре разделительных конденсатора и три конденсатора стабилизации. В техническом задании сказано что искажения плоской вершины импульса должны составлять не более 8%. Следовательно каждый разделительный конденсатор должен искажать плоскую вершину импульса не более чем на 1.1%.

Искажения плоской вершины вычисляются по формуле:

, (10.1)

где τ _и - длительность импульса.

Вычислим τ_н:

Тогда:

τ_н и С_р связаны соотношением:

, (10.2)

где R_л, R_п - сопротивление слева и справа от емкости.

Вычислим С_р. Сопротивление входа первого каскада равно сопротивлению параллельно соединенных сопротивлений: входного транзисторного, Rб1 и Rб2.

R_п=R_вх||R_б1||R_б2= 806.4 Ом ,

Ф;

Сопротивление выхода первого каскада равно параллельному соединению Rк и выходного сопротивления транзистора Ri.

R_л=Rк||Ri=66,6 Ом ,

R_п=R_вх||R_б1||R_б2=583,7 Ом ,

Ф,

R_л=Rк||Ri=66,6 Ом,

R_п=R_вх||R_б1||R_б2=58,5Ом,

Ф,

R_л=Rк||Ri=33,3 Ом ,

R_п=R_н =100 Ом,

Ф,

где С_р1 - разделительный конденсатор между Rг и первым каскадом, С₁₂ - между первым и вторым каскадом, С₂₃ - между вторым и третьим, С₃ - между оконечным каскадом и нагрузкой. Поставив все остальные емкости по 136,4∙10^-9Ф, мы обеспечим спад, меньше требуемого.

11. Расчет результирующего коэффициента усиления

, (11.1)