Расчет усилителя радиочастоты, предназначенного для усиления АМ сигнала

Министерство образования и науки РФ

Пензенский государственный университет

Институт систем управления и информационной безопасности

Кафедра: «Автономные информационные и управляющие системы»

Курсовая работа на тему:

«Рассчитать усилитель радиочастоты, предназначенный для усиления АМ сигнала»

Выполнил: студент

группы 05УУ1

Мочалов В.И.

Проверил: Иванцов Д.С.

Пенза 2007

Техническое задание

1. Рассчитать параметры элементов схемы;

2. Найти низкочастотный (НЧ) эквивалент, передаточную функцию;

3. Рассчитать и построить переходную характеристику и график выходного сигнала.

Частота текущего колебания f₀ = 10 МГц.

Частота моделирующего сигнала F_М = 2 кГц.

Форма моделирующего сигнала - пилообразная.

Введение

В радиопередающих и радиоприемных устройствах широко используются для усиления узкополосных сигналов так называемые резонансные усилители, ламповые и транзисторные. У таких усилителей в качестве нагрузки анода (коллектора, стока) используется параллельный колебательный контур.

Резонансные усилители в режиме малого сигнала находят широкое применение в радиоприемных устройствах, где мощности усиливаемых узкополосных сигналов невелики, поэтому малы, как мощности, потребляемые усилителем от источников питания, так и их роль в формировании общей мощности, расходуемой радиоприемным устройством.

Для увеличения амплитуды и мощности усиленного сигнала в качестве рабочего используется также и нелинейный участок характеристики усилительного прибора резонансного усилителя, что достигается увеличением амплитуды входного воздействия и выбором соответствующей рабочей точки. Иными словами, усилитель используется в режиме большого сигнала.

В технике радиопередающих устройств резонансные усилители, работающие в режиме большого сигнала, используются как для усиления узкополосных сигналов, так и для усиления гармонических колебаний большей мощности.

1 часть. Разработка принципиальной электрической схемы усилителя сигнала с АМ

Усилительный каскад (рис. 1) выполнен по схеме с общим эмиттером (ОЭ) с цепью стабилизации тока покоя коллектора (R_Э, С_Э). Для предотвращения попадания высокочастотных составляющих тока в цепь питания и уменьшения взаимного влияния каскадов.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема усилителя АМ-сигнала.

В качестве АЭ для работы в резонансном каскаде выбираем транзистор КТ342А. Его параметры:

Произведем расчет параметров транзистора на частоте 10 МГц. Активные сопротивления эмиттерного перехода и базы определяются из выражения:

Входное сопротивление транзистора в схеме с ОБ на низкой частоте:

Граничная частота крутизны характеристики в схеме с ОЭ:

Предельная частота усиления тока в схеме ОЭ:

Находим Y-параметры транзистора на частоте 10 МГц:

где - статический коэффициент усиления тока базы в схеме с общим эмиттером.

Частота единичного усиления каскада для схемы включения с общим эмиттером:

Расчет элементов питания каскада.

Изменение обратного тока коллектора:

где IКБО=2 мкА - обратный ток коллектора при температуре То=293 К.

Тепловое смещение напряжения базы:

где

Необходимая нестабильность коллекторного тока:

Сопротивление резистора в цепи эмиттера:

Стандартное значение сопротивления Rэ=560 Ом.

Находим значения сопротивлений резисторов смещения напряжения на базе транзистора:

Стандартные значения:

R1=12 кОм; R2=78 кОм.

Значение емкости конденсатора в цепи эмиттера:

Стандартное значение Сэ=1500 пФ.

Значение емкости разделительного конденсатора:

где

Cтандартное значение Ср = 220 пФ.

2 часть

Рис. 2. Выбор рабочей точки транзистора

где S- крутизна

Найдем коэффициент передачи: