Главная  Сложная РЭА 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 [ 57 ] 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

Каскодной схеме ОЭ-ОБ и работают в режиме /8=5 мА; t/ =4 Ё. Для стабилизации режима применены делители, потребляющие дополнительный ток в каждом каскаде Удел=5 мА, и эмиттерные сопротивления, на которых надает часть напряжения питания в 2 В. Напряжение источника питания £пит=15 В.

Так как число каскадов и>2, выбираем последовательную схему фильтрации рис. 5.7. Показанные в ней усилительные приборы УП содержат по два биполярных транзистора и детали, обеспечивающие режим работы (рис. 5.8). Такой при-

ХЛ\-Т-CKv может быть собран как

x. дискретных элементов,

так и в виде интегральной микросхемы.

Резонансное сопротивление контура или части его, включенной в коллектор УПб, /?энв=200 Ом. Усиление по напряжению на каскад К„=7, а всего усилителя К„=/С^ 1=125-103.

В качестве развязывающих элементов Zpi ... Zps проще и дешевле всего применить резисторы i?p. На каждом из них теряется часть напряжения £пит, из за чего напряжение на коллекторах УПе получается максимальным, а на коллекторах УП]-минимальным. Распределение напряжений и прохождение токов через УП] по заданию дано на рис. 5.8. В соответствии с ним на всех пяти резисторах фильтра допускается падение напряжения

Д£пит=£пвт-2/к-/8=15-2-4-2=5 В.

Ток одного каскада /1=/в-]-/дел=5--5=10 мА. Падение напряжения на всей цепи

А£пвт==5 B=/i/?p-f2/i p-f3/i/?p-f4/i/?p-f5/i/?p=15Wp,


mm BxoffmsD

CU8f/ffy/ff

Рис. 5.8. Распределение напряжений и токов в первом каскаде усилителя (пример 5.3,0)

/?р=Д£пвт/15/1=5-15-10-10-==33 Ом.

Максимальная мощность рассеивается на последнем резисторе /?р5

P=(5/i)2j?p=502-10--33=0,08 Вт,

что позволяет применять резисторы любых типов, вплоть до самых миниатюрных.

Фильтр должен иметь эффективность (5.3) в

5=100/С= 1=100-7==1.7-10 раз.



При емкостях Cpi... Срб=470 пФ, имеющих на частоте fo- =60 МГц сопротивление Хс=5,6 Ом, все промежуточные ячейки будут уменьшать напряжение паразитной обратной связи в 33/5,6= =5,9 раз, первая ячейка,. при 7?экв=200 Ом -в 200/5,6=36 раз. Весь фильтр имеет эффыстивность 3=36-5,9*=2,6-10* раз, которая в 6,5 раз меньше необходимой. Для увеличения эффективности фильтра можно заменить конденсаторы 470 пФ на 820 пФ, что даст повышение эффективности в (820/470)*=1,74*=16,7 раз. Вместо этого возможно заменить 7?р5=33 Ом на дроссель. По табл. 3.2 допустимо взять любой дроссель с собственной частотой выше 600 МГц. Возьмем из группы il=ll мм дроссель с индуктивностью 2 мкГ, имеющий на частоте 60 МГц сопротивление 760 Ом. Брать большую индуктивность нет смысла, так как выбранный дроссель увеличит эффективность фильтрации в 760/33=23 раза, чего вполне достаточно. Следует учитывать, что дроссели меньшей индуктивности, наматываемые более толстым^ проводом, надежнее и дешевле. Для выбора дросселя Zpe необходимо выяснить спектр частот, в котором работают элементы и приборы, подключаемые к выходу усилителя.

Возможно, что окажется полезным взять .большой дроссель и параллельно конденсатору Сре подставить дополнительный с большой емкостью.

Пример 5.3,6. Определить, можно ли в предыдущем примере вместо резисторов i?pi... Rjn и дросселя Zpg соединить точки bi.. .be прямыми проводниками с надетыми на них ферритовыми трубками.

Примем, что расстояние между соседними точками 6=15 мм. Тогда на соединяющий их провод с rf=0,5 мм можно надеть трубку длиной 10 мм. Для определения сопротивления такого дросселя (см. § 3.12) воспользуемся графиком [73, фиг. 5..16]. Из него следует, что на частоте 60 МГц ферритовое кольцо резистивного типа 1 дает полное еопротивление 75 Ом и индуктивного типа 2 - 90 Ом. Все пять фильтрующих ячеек с конденсаторами 470 пФ будут уменьшать напряжение паразитной обратной связи в 75/5,6= =13,4 раза (кольцо типа 1) или в 90/5,6=16 раз (кольцо типа 2). Весь фильтр будет иметь эффективность 31=36-13,4=15,7-10 раз .или 32=36 10*=39-10 раз. В обоих вариантах задание выполняется с большим запасом. При этом несущественно отсзгтствие точных сведений о параметрах ферритовых трубок.

Пример 5.3,е. Рассчитать фильтрующую цепь двухкаскадного усилителя промежуточной частоты на биполярных транзисторах, работающего на основной частоте fo=465 кГц. Усиление каждого каскада по напряжению /( 1=30. Устойчивость обеспечивается нейтрализацией проходной проводимости j/iz или применением дополнительных двух транзисторов с включением их по каскодной схеме. Ток, потребляемый .каскадом, включая делитель питания базы, 10 мА. Эквивалентное сопротивление части или всего резонансного контура между точками подключения коллектора .и источника питания /?экв=/?п=0,5 кОм. Усилитель получает входные сигналы от транзисторного преобразователя частоты, связанного с ним аналогичной цепью.

Выбираем параллельную схему фильтрации (рис. 5.6). В ней УП1 будем считать преобразователем частоты, УПг -первым каскадом усилителя промежуточной частоты, УПз - Вторым каскадом этого усилителя. Фильтрации подлежит связь между коллек-

т



торами УПз и yili. Последний непосредственно (условно) связан с базой УПг.

Фильтр должен иметь эффективность

Э= 100К=100- 30=90 ООО.

Примем Ср=:10 000 пФ; i?p=100 Ом, что дает потерю напряжения питания 1 В; Lab=0,l мкГ; Сфвч - отсутствует.

Первая ячейка фильтра (считая от коллектора УПз), состоящая из активного сопротивления /?экб=0,5 кОм и емкостного Хс= =34 Ом, обеспечивает ослабление в 500/34=14,7 раза. Вторая ячейка, состоящая из резистора i?ps=100 Ом и индузстивности с сопротивлением Zi,=0,3 Ом, даст ослабление в 100/0,3=330 раз.


О С

Рис. 5.9. Дополнительная фильтращ1я усилителя, составленного из интегральных микросхем

Третья ячейка фильтра, состоящая из сопротивлений i?pi=100 Ом и Хс=34 Ом, даст ослабление в 100/343 раза. Эффективность всего фильтра Э=14,7-330-3=14 500 раз, что недостаточно. Чтобы получить заданную эффективность в 90 000 раз, нужно увеличить фильтрацию в 6,5 раза. Этого можно достигнуть увеличением емкости конденсаторов Cpi и Срз до 0.033 мкФ, что увеличит эффективность в 3,3=10 раз, или увеличением сопротивления i?p в три раза, и тогда Э возрастает в 3=9 раз. В последнем случае потеря напряжения питания увеличится до 3 В. Чтобы уменьшить эту потерю, можно питание делителей баз транзисторов отключить от фильтров и подключить к точкам fci-Ьз- При этом нужно отдельно проверить достаточность ослабления по цепям базы.

Пример 5.3,2. Восьмикаскадный усклитель составлен из четырех интегральных микросхем (рис. 5.9) и работает на частоте fo= =60 МГц. Б каждой ИС содержится по два каскада, собранных по каскодной схеме на биполярных или полевых транзисторах со всеми деталями, находящимися внутри или извне (катушки, конденсаторы), включая развязывающие ячейки, состоящие из резистора i?p=100 Ом и конденсатора Ср=470 пФ. Микросхемы размещены на плате в линейку с расстоянием между осями в 20 мм. Резонансное сопротивление контуров Лэкв=200 Ом; усиление по напряжению на каскад /С 1=4; всего усилителя Ku=Kui=&&-iO-

Требуется рассчитать внешний фильтр в цепи питания усилителя. Он, совместно с внутренними ячейками, находящимися в ИС4 и ИСь должен иметь эффективность

Э=100К? ,=100.4=1,65-106 раз.




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 [ 57 ] 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92