Расчёт видео усилителя

2. Расчётструктурнойсхемы.

1. Амплитудавходного ивыходноготока:

I_{вх m}= U_{вх m}/ R_ист;

I_{вх m} = 0,0015 /510^-3= 3 мкА;

I_выхm = U_выхm / R_ист;

I_выхm= 0,25 / 50= 5мА;

2. Определимобщий коэффициентусиления:

К_тобщ = I_выхm / I_вхm;

К_тобщ = 0,005 / 310^-6= 1666;

Полярностьвходного сигналадолжна соответствоватьполярностивыходного,поэтому числокаскадов видеоусилителядолжно бытьчётным.

Табл.1

Согласнотаблице 1 выбираемколичествокаскадов, исходяиз рассчитываемогокоэффициентаусиления, учитывая,что количествокаскадов должнобыть полным:

N= 2;

3. Проверяемвозможностьусиления двумякаскадами:

К_{т необх}= К_{т общ}/ К_{т ок};

К_{т необх}= 1666 / 50 = 33

Для согласованиясо входом предающейтрубкой нужнодобавить эмиттерныйповторитель.Обычно транзисторв промежуточномкаскаде включаютпо схеме с общимэмиттером.Полоса пропусканиякаскада с ОЭзависит отграничнойчастоты f_h21б(граничнаячастота усиленияпотоку). В каскадахприменяетсяэмиттернаявысокочастотнаякоррекция,поэтому полосапропусканиябудет такжезависеть отналичия этойкоррекции, отглубины отрицательнойобратной связии коэффициентакоррекции.Отрицательнаяобратная связьрасширяетполосу пропускания,но уменьшаеткоэффициентусиления помощности предыдущегокаскада. Прииспользованиив предварительныхкаскадах транзисторовс низкой граничнойчастотой f_h21бдля получениятребуемойполосы пропусканияприходитьсяувеличиватьчисло каскадов.

4. Исходяиз заданныхусловий, выбираемтранзистор:

КТ312Б – n-p-n.

Табл.2

Граничнаячастота транзистораравна:

f_h21б= mf_т ;

f_h21б= 1,6120 = 192 МГц,

где m длядиффузионныхтранзисторовравен 1,6.

5. Рассчитываемкоэффициентусиления потоку промежуточногокаскада:

К_тпк = (0,2h_21э)²N_общ– 1 ;

К_тпк = (0,250)²(2-1)= 100 ;

Очевидно,что требуемоеК_{т пк необх}= 100 от двух каскадовпромежуточного усиления получитьможно.

6. Произведёмраспределениедопустимыхна весь видеоусилительчастотныхискажений М_ни М_в междуего цепями:

Табл.3.

Рис. 1. Структурнаясхема видеоусилителя

3.Расчёт эмиттерногоповторителя,работающегона кабель.

8. Находимнеобходимыйразмах эмиттерноготока:

I_э= U_вых/ R_н;

I_э= 0,25 / 50 = 0,005 А = 5 мА;

8. Максимальныйток коллектора:

i_кмах = 3I_э;

i_кмах = 35= 15 мА;

8. Необходимаяграничнаячастота усиления:

f_h21б(10…20)F_в;

f_h21б206= 120 МГц;

8. Выбираемтранзистордля оконечногокаскада: ГТ308Б

Табл.4

8. Определимнапряжениеисточникаколлекторногопитания 2,8 В:

Е_кi _{k max}R_н+ е_кост;

Е_к1550+ 0,7 = 1,45 В;

Принимаемстандартноезначение напряженияисточникаЕ_К=1,5В

13. Определяемсредний токколлектора:

I_cр= Е_к/ 2R_н;

I_cр= 1,5 / 100 = 0,015 А = 15 мА;

14. Максимальнаярассеиваемаямощность наколлекторе:

Р_к= I_ксрЕ_к ;

Р_к= 0,0151,5= 0,0225 Вт ;

15. Строимстатическиехарактеристикитранзистораи определяемрежим работы(см. приложение).

15. Постатическимхарактеристикамопределяемтоки коллектора:

I_кmax = 15 мА;

I_{k min} = 5 мА;

I_к0 = 10 мА;

17. По выходнымстатическимхарактеристикамопределяемтоки базы инапряженияэмиттер – база:

I_бmax = 0,3 мА;

I_бmin = 0,1 мА;

I_б0= 0,2 мА;

U_бэmax= 0,2 В;

U_бэmin= 0,12 В;

U_бэ0= 0,15 В;

15. Рассчитываемпараметрыэквивалентнойсхемы транзисторав рабочей точке:

С _к =С_{к спр}³U_{кэ опр}/ U_кэ0 ;

С _к =8³12 /0,7 = 20,6 пФ ;

r_э= 26 / I _к0;

r_э= 26 / 14 = 1,8 Ом;

18. Определяемдиффузионнуюёмкость:

С_эд = 1 / 2f_h21бr_э;

С_эд = 1 / 23,1412010⁶2,6= 5,110^-10Ф;

19. Определимвремя обратнойсвязи:

_к= r_бС_к ;

_к= 508= 400 пс;

20. Входноесопротивлениетранзисторапо схеме с общимэмиттером:

R_вхоэ = r_б+ r_э(1+ h_21э) ;

R_вхоэ = 50 +2,6(1 + 77) = 252,8 Ом;

21. Крутизнахарактеристикиэмиттерноготока:

S_э= 1 + h_21э/ r_б+ r_э(1+ h_21э) ;

S_э= 78 / 252,8 = 0,301 А/В;

22. Определяемвеличину сквознойхарактеристикиэмиттерноготока:

S_эскв = 1 + h_21э/ R_иэ+ r_б+ r_э(1+ h_21э) ;

S_эскв = 78 / 1000 + 252,8 =0,06 А/В ,

считаем ,что эквивалентноесопротивлениеисточника R_иэ= R_кпр = 1000 Ом ;

21. Определяемкоэффициентпередачи эмиттерногоповторителя:

К_эп= S_эR_н/ 1 + S_эR_н;

К_эп= 0,30150/ 1 + (0,30150)= 0,94 ;

23. Входное сопротивлениеЭП:

R_вхэп = R_вхоэ (1 + S_эR_н);

R_вхэп = 252,8(1 + 0,30150)= 4057,44 Ом ;

24. Рассчитываемвыходноесопротивление:

R_вых= 1 / S_эскв ;

R_вых= 1 / 0,06 = 17 Ом ;

25. Строимвходную вольт-ампернуюхарактеристикутранзистораи отмечаемрабочую точку(см приложение).

26. Рассчитываемцепь температурнойстабилизациирежима :

T_nmax= Т_{0 окр max}+ Р_расR_пс;

T_nmax= 30 + 15010^-30,225= 30,03С,

ЕслиT _nmaxT _nспр , торадиатор ненужен.

25. ПринимаемтемпературупереходовминимальнуюT_{n min} = 10С;

27. Рассчитываеммаксимальноеи минимальноезначение напряжениябаза-эмиттер:

U_бэmax = U_бэ0+ 0,0022(20 - T _nmin) ;

U_бэmax= 0,15 + 0,0022(20 - 10) = 0,172 В ;

U_бэmin = U_бэ0- 0,0022(T _{n max}- 20 ) ;

U_бэmin= 0,15 – 0,0022(30,03 - 20) = 0,13 В ;

28. Принимаемсопротивлениерезистора вцепи базы :

R_д2 = (3 – 5)R_кпр = 4000 Ом ;

29. Рассчитываемсопротивлениеделителя R_д1 :

R_д1 = R_д2 (h_21эmin/ (1 + h_21эmin))(Е_ист- U_бэmax) – R_эст I_kmin

(R_эст+ R_д2)I _{k min}–(h_21эmin /1+h_21эmin)( I_{k0 min} R_д2-U_бэmax) R_д1

R_д1=(4000(50/51)(1,5–0,172) -50510^-3)/(4050510^-3-(50/51)19,58)=5190 Ом ;

30. Определяемэквивалентноесопротивлениеделителя :

R_д = R_д1R_д2 / R_д1 + R_д2 ;

R_д = 51904000/ 5190 +4000 = 2260 Ом ;

31. Так как R_вхэп R_д , то коллекторнаяцепь ПОК включаетсяв ОК без разделительногоконденцатораи делителя вцепи базы..

4.РасчётПОК видео усилителя

32. Определяемнапряженияэмиттер - земляи база - земляэлектронногоприбора в точкепокоя , то естьпроверяемвозможностьполучения отпредыдущегокаскада напряженияи тока видеосигнала:

U_эз0 = I_к0R_н;

U_эз0 = 1010^-350= 0,5 В ;

U_бз0= -( U _эз0+ U_бэ0) ;

U_бз0 = - (0,5 + 0,15) = -0,65 В;

33. Размах токабазы электронногоприбора :

I_б= I_э/ 1 + h_21э;

I_б= 510^-3/ 78 = 64 мкА;

34. Размах токав цепи коллектора:

I_{к пр} = I_б(R_вхэп / R_кпр);

I_{к пр} = 6410^-6(4057 / 1000) = 0,026 мА ;

35. Определяемток покоя транзистораПОК :

I_{к0 пр} = 2I_{к пр} ;

I_{к0 пр} = 20,0026= 0,052 мА ;

36. Определяемпадение напряженияна резистореR_к:

U_Rкпр = I_{к0 пр} R_кпр ;

U_Rкпр = 0,05210^-31000= 0,052 В ;

37. Е _ист= 1,5 В, то напряжениена резистореразвязывающегофильтра :

U_Rфпр = Е_ист- U_{кз пр} + U_Rкпр ;

U_Rфпр = 1,5 - -0,65+ 0,052= 0,9 В ;

38. Определяемсопротивлениерезисторафильтра :

R_фпр = U_Rфпр / I_{э0 пр} ;

R_фпр = 0,9 / 0,05210^-3= 17307 Ом ;

Принимаемстандарт ОМЛТ– 0,125 R_фпр=18 кОм ;

5.Рассчёти построениесквозной динамической характеристики

39. Рассчитываемсквозную динамическуюхарактеристикутранзистора:

U_вых = f(Е_иэ) ;

U_вых = f(U_вх) ;

Данный расчётсведём в таблицу.

Рассчитываемтоки эмиттера:

i_э1= i _к1+ i_б1= 3 + 0,08 = 3,08 мА;

i_э2= i _к2+ i_б2= 5 + 0,1 = 5,1 мА;

i_э3= i _к3+ i_б3= 10 + 0,2 = 10,15 мА;

i_э4= i _к4+ i_б4= 13 + 0,25 = 13,17 мА;

i_э5= i _к5+ i_б5= 15 + 0,3 = 15,2 мА;

i_э6= i _к6+ i_б6= 16 + 0,35 = 16,22 мА;

Рассчитываемнапряженияэмиттер-земля:

U_эз1 = i_э1R_э= 0,0030850= 0,154 В;

U_эз2 = i_э2R_э= 0,005150= 0,256 В;

U_эз3 = i_э3R_э= 0,0101550= 0,507 В;

U_эз4= i _э4R_э= 0,0131750= 0,658 В;

U _эз5= i _э5R_э= 0,015250= 0,76 В;

U _эз6= i _э6R_э= 0,0162250= 0,81 В;

Рассчитываемвходные напряжения:

U_вх1 = U_бэ1 + U_эз1 = 0,254 В;

U_вх2 = U_бэ2 + U_эз2 = 0,376 В;

U_вх3 = U_бэ3 + U_эз3 = 0,66 В;

U_вх4 = U_бэ4 + U_эз4 = 0,83 В;

U_вх5 = U_бэ5 + U_эз5 = 1,06 В;

U_вх6 = U_бэ6 + U_эз6 = 1,03 В;

Рассчитываемнапряженияисточник-земля:

Е_из1 =U_вх1 + i_б1R_из = 0,334 В;

Е_из2 =U_вх2 + i_б2R_из = 0,476 В;

Е_из3 =U_вх3 + i_б3R_из = 0,86В;

Е_из4 =U_вх4 + i_б4R_из = 1,08 В;

Е_из5 =U_вх5 + i_б5R_из = 1,36 В;

Е_из6 =U_вх6 + i_б6R_из = 1,38 В;

Табл.5

40. По сквознойдинамическойхарактеристикеопределяемкоэффициентпередачи транзистора:

К’_{ср эп}= U_{вых max}- U_{вых рт} / U_{вх max}- U_{вх рт} ;

К’_{ср эп}= 0,811 – 0,507 / 1,06 – 0,66 = 0,76

К’_срэп = U_{вых рт} - U_{вых min}/ U_{вх рт} - U_{вх min};

К’_срэп =0,507 - 0,154/ 0,66 – 0,254 = 0,869 ;

Содержание

Развёрнутоетехническоезадание……………………….….……3

Введение……………………………………………………..…….4

1. Расчётструктурнойсхемы……………………………………….5

2. РасчётЭП, работающегона кабель………………………….…..8

3. РасчётПОК видеоусилителя…………………………………...11

4. Расчёти построениесквознойдинамическойхар-ки…………12

Заключение……………………………………………………….14 Списоклитературы………………………………………………15 Приложение………………………………………………………16

Задание длякурсовогопроектирования

покурсу “Телевидение”

учащемуся дневногоотделения курса 3 группы РРТ-01

колледжа«Энтел» при Алматинском институте энергетикии связи

ЛуганскомуДенису Николаевичу.

Темазадания: Расчётвидео усилителя.

Исходныеданные:

1. Передающаятрубка……………………………..ЛИ-420

2. Полосачастот……………………………………50Гц-6 МГц

3. Искаженияна f_maxне более……………………..15%

4. Выходнойсигал………………………………….0,25В

5. Размермишени……………………..……………9,512,7мм

6. Разрешающаяспособностьв центре……………600

7. Сопротивлениенагрузки…………………………50Ом

8. Сопротивлениеисточника……………………….5кОм

9. М_н= М_в…………………………………………..2,6

10. Выходнаяёмкость………………………………..8пФ

Привыполнениикурсовогопроекта должныбыть представлены:

Введение

1. Расчётструктурнойсхемы и определениечисла каскадовпред усилителя;

2. Электрическийрасчёт эмиттерногоповторителя,работающегона кабель.

3. Электрическийрасчёт предоконечногокаскада.

4. Расчёт ипостроениединамическойхарактеристики.Расчёт коэффициентапередачи предоконечногокаскада.

Заключение

Приложение

Списокиспользуемойлитературы.

Графическаячасть:

1.Структурнаясхема видеоусилительногоустройства.

2.Принципиальнаяэлектрическаясхема устройства.

Листзамечаний

Введение

Видеоусилитель– это усилитель,который усиливаетэлектрическийвидеосигнал,который состоитиз меняющихсякартинок изображения.Для точноговоспроизведенияформы сигналаусилитель недолжен вноситьбольших частотныхи фазовых искажений. Для того, чтобыискажения формысигнала отсутствовали,фазовые сдвигив усилителелибо должнывообще отсутствовать,либо величинаих должна бытьпропорциональначастоте.

В даннойкурсовой работенам нужноспроектироватьи рассчитатьпредварительныйусилительтелевизионнойкамеры, работающийна 50-омныйкабель.

6.Приложение