3. Расчёт и обоснование структурной схемы

Задаваясь коэффициентом усиления запаса и максимально возможным усилением двухтранзисторных ИС :

Требуемое число активных каскадов:

С учетом округления в большую сторону:

Требования к отдельным каскадам:

Коэффициент усиления каскада:

Коэффициент частотных искажений на верхних частотах:

Коэффициент частотных искажений на нижних частотах:

Нестабильность усиления:

Глубина обратной связи:

Проигрыш в площади усиления по сравнению с простой параллельной коррекцией:

Выигрыш, обеспечиваемый простой параллельной коррекцией, при

заданных частотных искажениях, на высоких частотах:

Выигрыш в площади при эмиттерной коррекции:

Верхняя граничная частота каждого каскада:

Необходимая площадь усиления каскада:

Птрi=1.248*10⁸ , Гц

Такая площадь усиления может быть обеспечена с помощью усилительной секции ОЭ – ОБ на интегральной микросхеме К265УВ6, поэтому усилитель будет включать три каскада, выполненных на этой микросхеме.

4. Расчёт выходного каскада

Согласование с внешней нагрузкой обеспечивается выбором коллекторного сопротивления:

Cbk=5 пФ

Емкость монтажа:

Cm=5пФ

Постоянная составляющая коллекторного тока:

Ikdc=4.4 мА

Найдем коллекторное сопротивление:

, Ом

, Ом

Сопротивление нагрузки выбирается в указанных пределах. Выберем коллекторное сопротивление: Ом

Это сопротивление получилось больше типового, поэтому к 10 выводу схемы необходимо вставить добавочное сопротивление Rkдоп=2030 Ом.

Уточним сопротивление нагрузки каскада:

, Ом

Определим величину коллекторного тока:

А

Определим напряжение питания. Для этого положим:

-допустимое приращение коллекторного тока в результате температурной нестабильности характеристик.

Uost=2 В - остаточное напряжение на коллекторе.

Ue2=0.6 В-напряжение смещения на эмиттере транзистора.

Микросхема работает в типовом режиме.

Определим минимально допустимое напряжение питания:

Полученное значение округляем до большего типового значения Ek=9 В.

Напряжение коллектор-эмиттер транзистора:

Ukэ=Ek – Uбэ – Ikdc*Rk=4 В

Расчет справочных параметров транзистора КТ331Б

β_min = 40, β_max = 120, ftr = 250 МГц, Cэ = 12 пФ, Сk = 5 пФ,

τос = 120 пс, rk = 300 кОм, ξ = 1.5, Iки = 5 мА, Uки = 5 В, Iko = 0.2мкА, Ukmax = 15 В, Ikmax = 20 мА, Pkmax =15 мВт, Δr = 0, , Uбэ=0.6 В

Его параметры в рабочей точке:

Eсмещ=-6.3 В, Uбэ=0.6 В

Определим сопротивление генератора, при R_б=6200:

Найдем площадь усиления каскада:

Где С₀ эквивалентная емкость нагрузки:

Площадь усиления больше требуемой, условия выполняется.

Входное сопротивление транзистора с учетом обратной связи:

Величина сопротивления обратной связи:

Расчет термостабильности:

Нестабильность усиления:

Корректирующая емкость каскада:

Оптимальный коэффициент коррекции:

Коэффициент коррекции:

при ранее выбранной величине

Расчет амплитудно-частотной характеристики в области верхних частот:

Рисунок 1 – АЧХ выходного каскада на верхних частотах

Расчет амплитудно-частотной характеристики в области низких частот:

Эквивалентная постоянная времени каскада на нижних частотах:

Во выходном каскаде следует учесть три конденсатора, два разделительных на входе и выходе, и конденсатор в цепи эмиттерной стабилизации. Задаваясь и , найдем:

Постоянные времени каждой из емкостей:

Рисунок 2 – АЧХ выходного каскада на нижних частотах

Эквивалентные сопротивления для низких частот:

Для выходной разделительной емкости:

Renvih = Rn+Rk=101 кОм

Для входной разделительной емкости:

Для блокировочной емкости в эмиттере емкости:

Находим величины каждого из конденсаторов: