Розрахунок принципових схем

В даному каскаді підсилювача резонансної частоти необхідно визначити параметри при яких він забезпечить найбільше підсилення, якщо = 600 кГц.

У цій схемі використовується транзистор за такими параметрами:

струм колектора

I_к = 1 мА;

напруга колектора

U_к = 9 кГц;

еквівалентна ємність

С_е = 500 пФ;

інтервал робочих температур

∆ Т = 30 °с;

коефіцієнт

σ = 3;

джерело напруги

Е_п = 9 В;

власне затухання контуру

δ = 0.01.

Навантаженням даного каскаду служить каскад аналогічний розрахованому. З довідкових матеріалів знаходимо параметри транзистора на робочій частоті:

модуль зворотної провідності

Y₂₁ = 30 мСм;

активна складова вхіднох провідності

g₁₁ = 0.8 мСм;

прохідна ємність

С₁₂ = 6 пФ;

коефіцієнт передачі у схемі зі спільною фазою

α ₀ = 0.94;

зворотній струм колектора

I_ко = 15 мкА.

Далі зроблено такі розрахунки:

1. Розраховано стійкий коефіцієнт який дорівнює К_с=0.8:

К_ост=

b₁₂ = 2π _cC₁₂

b₁₂ – реактивний склад прохідної провідності.

2. Визначено параметри елементів схеми живлення за постійним струмом:

Так як не маємо резисторів з таким опором, обираємо з найближчим значенням, а саме

=

R_б = 15 кОм

3. Розраховано провідність:

4. Зроблено розрахунок еквівалентного згасання:

5. З підручника Б. Боброва «Радіоприймальні пристрої» [4] та інформації про транзистор p-n-p в схемі з спільним емітером обрано:

0.17

0.019

6. Виходячи із та літературних джерел, а саме Бобров «Радіоприймальні пристрої» [4] отримано:

500 пФ

4201пФ

пФ

7. Знайдено необхідну індуктивність:

Отримані числові результати можуть бути фізично реалізовані для конструкції даного підсилювача.

3 Моделювання роботи підсилювача

Змодельована принципова схема підсилювача резонансної частоти (рисунок 3.1), який перетворює прямокутні імпульси типу меандр в гармонічні коливання за частотою першої гармоніки.

Рис. 3.1 – Принципова схема підсилювача резонансної частоти

Розраховано амплітудно-частотну та фазо-частотну характеристики конкретного підсилювача з урахуванням необхідних номіналів його елементів, які розраховували у другому розділі, для частот з 350 кГц до 550 кГц з кроком в 50, з 550 до 650 з кроком в 10 та з 650 до 850 кГц. Результати приведені в таблиці 3.1. Частота сигналу з максимумом, а саме резонансом, повинна бути 600 кГц. Після подачі фіксованої частоти, на вольтметрі зафіксували кінцеве значення напруги для кожного з значення частоти. Знайдено необхідний коефіцієнт для амплітудно-частотної характеристики, що знаходиться через ділення кожної з отриманих напруг на максимальну напргу.

Табл. 3.1 – Амплітудно та фазова частотні характеристики ПРЧ

Рис. 3.2 – Діаграма амплітудно частотної характеристики.

Як можна побачити з рисунку 3.2 – діаграми амплітудно-частотної характеристики, у зв’язку з деякими похибками програмного середовища спроектованого підсилювача резонансної частоти, максимальне значення трохи змістилося на позначку 610 кГц.

Далі розраховано фазо-частотну характеристику, що позначається буквою φ в таблиці 3.1.

Рис. 3.3 – Осцилограма підсилювача резонансної частоти

Фазо-частотна характеристика розраховується за формулою:

Де,

Х – фазовий зсув;

180 – кількість градусів в половині періоду;

Т₁ – різниця між початками фаз;

Т₂ – різниця між початком та кінцем половини періода.

Рис. 3.4 – Діаграма фазо-частотної характеристики

З цієї діаграми бачимо, що в момент резонансу фазовий зсув отримує мінімальне значення.

З моделювання бачимо, що підсилювач резонансної частоти дозволяє придушити третю і п’яту гармоніки спектру коливання.

4 Проектування підсилювача резонансної частоти

В результаті виконаної роботи розроблено печатну плату підсилювача резонансної частоти в стандартному програмному середовище, що приведе на в додатку А.