Курсовая работа: Линейный усилитель

Введение в усилитель цепи ООС позволяет улучшить качественные показатели усилителя: уменьшить нелинейные искажения, увеличить стабильность коэффициента усиления, уменьшить коэффициент отражения и т.д.

1. Определяется глубина ООС по допустимым нелинейным искажениям, для чего определяется величина затухания нелинейности по второй и третьей гармоникам а2г, а3г в зависимости от коэффициента полезного действия выходной цепи оконечного каскада (без обратной связи).

Так как в задании на курсовой проект затухания по второй и третьей гармоникам заданы при выходной мощности усилителя, равной 1 мВт (при нулевом выходном уровне), то затухания нелинейности а2г, а3г следует также привести к нулевому выходному уровню по формулам:

а'2го = а2г + 10 lg* (Pн/1мВт) =30 + 16,5= 46,5 дБ;

а'3го = а3г + 20 lg* (Pн/1мВт) = 34,7 + 33 = 67,8 дБ;

Таблица 3

Для обеспечения заданных величин затухания нелинейности а2г и а3г (с обратной связью) глубина ООС должна удовлетворять условиям:

Аос1≥ а2го - а'2го = 70 –46,5 = 23,5 дБ;

Аос2≥ а3го - а'3го = 85 –67,8 = 17,2 дБ;

где Аос1, Аос2 – глубина ООС в дБ.

2. Определяется глубина ООС, исходя из допустимой нестабильности усиления. Нестабильность усиления каскада без обратной связи вызвана, главным образом, усилительного элемента и определяется опытным путем.

При проектировании усилителя можно принять для одного каскада ∆К/К = 0,15. Так как нестабильность усиления ΔSt (с обратной связью) задана в децибелах, то в относительных единицах:

∆К/К = 100,05 ΔSt - 1 = 100,05*0,8 - 1 = 1,096 – 1 = 0,096

Таким образом, глубина ООС определяется по формуле:

Аос3 ≥ 20 lg = 8,63 дБ;

где N – число каскадов усиления;

∆St – заданная величина нестабильности усиления дБ;

0,15 – средняя нестабильность усиления в усилительном каскаде без обратной связи.

3. Определяется глубина ООС, исходя из допустимого коэффициента отражения. Наличие реактивных элементов во входной и выходной дифференциальных системах обусловливает неравномерность согласования усилителя с внешними цепями по частоте. В усилителе рассматриваемой структуры коэффициент отражение достигает наибольших значений на крайних частотах рабочего диапазона. Таким образом, максимально возможный коэффициент отражения на средней частоте, значение которого должно быть обеспечено при выборе глубины ООС, определяется по формуле:

δср = 0,5δ = 0,5 * 0,09 = 0,045;

где δ – заданный коэффициент отражения на входе и выходе усилителя.

Глубина ООС определяется по формуле:

Аос4 ≥ 20 lg = 20 lg*= 30,5 дБ;

4. Выбирается глубина ООС усилителя. Величину Аос принимается равной наибольшей из полученных четырёх значений Аос1, Аос2, Аос3, Аос4. Выбранное значение А ос4= 30,5 для дальнейших расчетов переводим из децибел в относительные единицы по формуле:

F = 100.05 Аос4 = 100,05*30,5= 33,8;

где F – глубина ООС в относительных единицах.

7. Проверочный расчет коэффициента усиления усилителя по напряжению

Определяется входное сопротивление R вх транзистора первого и второго каскадов, h21э берем равным 10

R вх тр1 = r'б+= 100 + = 1400 Ом;

R вх тр2 = r'б+= 50 + 26*= 967 Ом;

Таблица 4

Определяется сопротивление нагрузки переменному току второго каскада:

R~2 = = =

=== 464 Ом;

где

Rд3 = = = = 1772 Ом;

Определяется коэффициент усиления по напряжению второго каскада:

К 2 = = = 5;

Определяется коэффициент усиления по напряжению первого каскада:

К 1= = = 33,6;

Определяется коэффициент усиления по напряжению усилителя без учета ООС:

К' = К1*К2*К3 = 33,6*5*70 = 11725

Определяется фактический коэффициент усиления по напряжению усилителя с учетом ООС:

Кф = = = 300;

где 1,2 – коэффициент запаса, учитывающий разброс параметров элементов схемы:

F – глубина общей отрицательной обратной связи, в относительных единицах

Сравнивается фактический коэффициент усиления усилителя с заданной величиной S, которую перевели из децибел в относительные единицы: К = 100,05 * S = 100,05 * 40 = 100;

Полученное фактическое значение коэффициента усиления соответствует заданному, т.е. 300 > 100, Кф > К в 3 раз.

Вводим местную ООС во второй каскад. В этом случае сопротивление в цепи эмиттера второго каскада будет состоять из двух последовательно соединенных резисторов R’ и R’.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6