Усилитель вертикального отклонения

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Рязанский Государственный Радиотехнический Университет 

Кафедра РТС 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

  «Усилитель вертикального отклонения» 

Задание №14 
 
 
 
 

Выполнил: ст. гр. 818

Соленов А.С.

Проверил: проф. каф. РТС

Попов Д.И. 
 
 
 

Рязань  2010

Содержание

1)Техническое задание на курсовую работу……………………………………………………..2

2)Эскизный расчет усилителя………………………………………………………………………………...3

3)Разработка принципиальной схемы усилителя……………………………………………4

3.1)Расчет выходного каскада ………………………………………………………………………..4

3.2)Расчет плавной регулировки ………………………………………………………………...11

3.3)Расчет ступенчатой регулировки ………………………………………….……………..11

3.4)Расчет ГСТ(генератор стабильного тока) ………………………….……………..12

4)Расчет разделительной цепи …………………………………………….…………………...13

5)Библиографический список …………………………………………………………………….……….14

6)Перечень используемых элементов СхЭ ……………………………………….……………15

7)Принципиальная схема усилителя………………………………………………….……………...16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Эскизный  расчет усилителя

     Так как усилитель вертикального  отклонения должен обеспечивать усиление как переменного, так и постоянного  сигнала, выберем в качестве основы проектируемого усилителя дифференциальный каскад.

     Для обеспечения высокого входного сопротивления  усилителя на входе каскада используем полевые транзисторы. Так как  на практике используются несимметричные сигналы, то один из входов усилителя  будет иметь нулевой потенциал.

     Для достижения хорошей высокочастотной  характеристики  дифференциального  усилителя используем включение  транзисторов, при котором на коллектор  входного транзистора приложен постоянный потенциал.

     Для перехода к симметричной схеме дифференциального  усилителя, используем в каждом плече  каскадную схему.

     Для обеспечения согласования каскадов по постоянному току будем использовать в каскадной схеме дифференциального  усилителя p – n - p транзисторы (эта схема удобна для построения промежуточных каскадов, так как входной и выходной потенциал можно выбрать равным нулю).

     Для расширения полосы пропускания каскада  используем индуктивную ВЧ коррекцию, обратную связь по току в схеме  с ОЭ.

     Регулировка усиления в проектируемом усилителе  будет обеспечиваться за счет изменения  глубины ООС по току. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет  выходного каскада

1.Расчет  напряжения источника питания выходного каскада: 

2.Рассчитаем частотные искажения каскада: 

3.Пологая частотные искажения входной и выходной цепей каскадного ДУ одинаковыми, определяем их величину: 

4.По семейству обобщенных частотных характеристик определяем для

  значение обобщенной частоты : 

5.Определим полную емкость , принимая емкость монтажа , емкость коллекторного перехода : 
 

6.Вычислим сопротивление нагрузки: 

Стандартная величина

Индуктивность корректирующей катушки: 

7.Определим необходимый размах коллекторного тока каждого плеча ДУ: 

8.Максимальный ток генератора стабильного тока: 

9.Требуемая граничная частота выходных транзисторов каскодной схемы ДУ

(VT4,VT6) 
 

10.По вычисленным  выбираем кремниевые транзисторы КТ611Б со следующими данными: 
 
 
 
 

 

11.Требуемая граничная частота транзисторов в схеме с ОЭ ДУ (VT3,VT5) 

С учетом необходимого максимального тока коллектора: 

выбираем кремниевые транзисторы КТ610А с параметрами: 
 
 
 

  

Среднее значение параметра 

12.Сопротивление эмиттера с ОЭ при больших токах эмиттера можно принять равным: 

13.Рассчитаем амплитуду базового тока транзистора с ОЭ в схеме ДУ. 

Расчет  входного каскада  на полевых транзисторах

14.Определим ток коллектора входных транзисторов (VT1,VT2) в схеме с ОК на входах ДУ. 

1.Выбираем полевые транзисторы КП307Г со следующими параметрами: 
 
 
 

2.Определение рабочее точки А на проходной характеристике транзистора:

Рабочая точка  определяет величину тока истока , которая зависит от амплитуды входного сигнала и допустимого коэффициента нелинейных искажений. Этот коэффициент обратно пропорционален величине . Для входных каскадов амплитуда сигналов мала, поэтому можно задать ток стока для большего значения крутизны в рабочей точке. При этом напряжение затвор-исток должно быть равно .

3.Расчет крутизны транзистора в рабочей точке: 

4.Определение токазадающего резистора R2 при  

5.Расчет коэффициента усиления  
 

6.Определение входной емкости  
 

15.Определение выходного сопротивления каскада: 

16.Рассчитываем крутизну транзисторов с ОЭ в схеме с ДУ 

17.Коэффициент усиления плеча ДУ 

18.Определим входную емкость каскада с ОЭ в схеме с ДУ 

19.Сопротивление эквивалентного генератора входной цепи каскадной схемы ДУ 

20.Определим граничную частоту крутизны плеча каскодной схемы ДУ 

21.Рассчитаем необходимую величину резистора обратной связи , при которой значение  

22.Коэффициент усиления плеча с учетом ОС 

23.Определим входное сопротивление плеча каскодной схемы ДУ 
 

24.Находим входное сопротивление каждого плеча рассчитываемого каскада. Оно определяется входным сопротивлением каскада(VT1 или VT2), нагрузкой которого является параллельное соединение входного сопротивления каскада с ОЭ каскодного ДУ и токозадающего резистора R1.

При и постоянном потенциале источника сигнала номинал резистора. 

С учетом того, что

 

25. Входная емкость плеча рассчитываемого каскада 

29.Вычислим полный  коэффициент усиления по напряжению 

Расчет  каскада по постоянному  току

1.Задаемся величиной  потенциала базы выходных транзисторов VT4 и VT6 .

Тогда потенциал  коллекторов транзисторов VT3 и VT5 равен:

  соответствует данным параметров транзисторов.

2.Выбираем напряжение  низковольтных источников питания: 

3.Потенциал базы  задаем с помощью стабилитрона КС156 с напряжением стабилизации и минимальным током стабилизации  

4.Определим необходимое  напряжение высоковольтного источника питания 

5. Ток  коллектора в рабочей точке  каждого плеча каскодного ДУ: 

напряжение  коллектор-эммитер: 

6. Определим  мощность, рассеиваемую на коллекторе  каждого выходного транзистора: 

Допустимая  мощность , следовательно, транзисторы выбраны правильно.  
 
 
 
 

Расчет  регулировок

Расчет плавной  регулировки

Заданная глубина плавной регулировки 15.5 дБ 

Значение резистора  регулировки 

Расчет ступенчатой  регулировки

Предполагаем, что  емкость монтажа и делителя  , а входная емкость следующего каскада с учетом емкости монтажа 

Выбираем входное  сопротивление регулятора 

Сопротивление резистора  

А) 1:10 
 

Рассчитываем  корректирующие триммеры и , подсоединяем параллельно подстроечный конденсатор , с учетом монтажной емкости .  

Частотные искажения регулятора будут скомпенсированы, если емкость, шунтирующая, будет равна: 

Учитывая входную  емкость следующего каскада: 

Расчет  ГСТ

Для ГСТ выбираем сборку транзисторов (VT7, VT8, VT9)

Ток ГСТ 

1.Выберем напряжение  и ток

2.Сопротивление  резистора  

3.Из условия находим:  

4.Сопротивление резистора: 

Выбираем стандартные  величины . 
 
 

Расчет  разделительной цепи

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Библиографический список

1. Схемотехника аналоговых электронных устройств: учеб. пособие / сост. Попов Д.И., Рязань 2010.
2. Дифференциальные каскады широкополосного усиления / сост. Смирнов А.В., мет. ук. №1832
3. Аналоговые электронные устройства: мет. указания к работе / сост. Попов Д.И., мет. ук. №1977
4. Регулировка усиления / мет. ук. №1824
5. Брежнева К.М., Гантман Е.И., Давыдова Т.И., Коровин Г.Г., Перельман Б.Л. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: справочник.- М.: Радио и связь, 1981г.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Перечень используемых элементов СхЭ