Расчет электронной схемы включения приемника излучения, согласованной с усилительной схемой по сигналу (стр. 1 из 2)

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра Светотехники

Типовой расчет по курсу «Приемники излучения»

«Расчет электронной схемы включения приемника излучения, согласованной с усилительной схемой по сигналу»

Выполнила: Нилова Ирина, ЭР-06-07

Проверил: Григорьев А.А.

Москва

2010

ЗАДАНИЕ

1. Рассчитать схему включения фотоприемника. (Фоторезистор поставить в режим согласованной нагрузки).

2. Разработать принципиальную электронную схему предварительного усилителя, обеспечивающую согласование с приемником по сигналу. Обеспечить коэффициент усиления предусилителя в диапазоне 10 – 100.

3. Рассчитать сигнал на выходе фотоприемного устройства.

Исходные данные для расчета (вариант 5):

Тип ФП	Тпр, К	Rт, Ом	Тис, К	Fн, Гц	F, Гц	Тип тр.	Фпр, Вт
ФД – 8к	295	-	3000	80	3840	КП303А

Параметры фотодиода ФД–8к:

Габаритные размеры:

размер фоточувствительного элемента, мм	2*2
, мкм	0,5..1,12
max, мкм	0,85..0,92
Uр, В	20
Iт, мкА	1
Si инт, мА/лм	6*
Материал	Si-кремний

Спектральная чувствительность фотодиода:

Параметры транзистора КП303А:

Габаритные размеры:

Входная ёмкость , пФ	6
Проходная ёмкость, пФ	2
Выходная ёмкость, пФ	0
Iс max, мА	20
Iз max, мА	5
Uси max, В	25
Uзи max, В	30
Uзс max, В	30
параметры приведены для температуры окружающей среды	-40..+85 С

ВАХ транзистора:

фотоприемник усилитель транзистор сигнал

Составим схему предварительного усилителя сигнала на полевом транзисторе

МОм - сопротивление утечки цепи затвора

Гц – верхняя частота

- выходное сопротивление схемы включения в режиме согласованной нагрузки (Фоторезистор необходимо поставить в режим согласованной нагрузки, т.е. сигнал на выходе фоторезистора должен достигать максимального значения. Сигнал на выходе максимален, когда темновое сопротивление фоторезистора равно сопротивлению нагрузки )

МОм

МОм

Для обеспечения согласования схемы с приемником по сигналу необходимо, чтобы входное сопротивление усилителя было много больше выходного сопротивления

схемы включения. (В данном случае в 5 раз).

МОм

МОм, т.к. -нужно использовать истоковый повторитель.

Для согласования по сигналу необходимо, что бы выходное сопротивление было много меньше, сопротивления затвора. Т.к. максимальное сопротивление затвора 1МОм, а рассчитанное выходное сопротивление

МОм, то для увеличения входного сопротивления схемы, используем схему истокового повторителя:

Составим схему усилительного каскада с истоковым повторителем

Обозначения: Ri –темновое сопротивление ФП; RH – сопротивление нагрузки; RФ, СФ – сопротивление и емкость фильтра; R31, R32, CЗ2 - сопротивление и емкость затвора; R

U2, R U2, RU1, СU1– сопротивление и емкость истока; RC1, CC1 - сопротивление и емкость стока; С1 – емкость связи; ЕП – напряжение питания.

Найдем рабочую точку транзистора из зависимости

Рассмотрим кривую

В, получаем следующие значения

В; мА;

Кривая

В; мА.

мА; В

Напряжение питания

В ( В)

Крутизна транзистора

мА/В

Условие выполнения согласования по сигналу:

; ;

(з-н Ома); 1 кОм

кОм

кОм

МОм

МОм согласование выполняется

нФ

- необходимо для исключения влияния постоянного напряжения на схему включения

нФ- обеспечивает нижнюю частоту

Коэффициент усиления основного усилительного каскада

кОм (по з-ну Ома)

обеспечен коэффициент усиления предусилителя в диапазоне 10 – 100.

(по з-ну Ома) кОм- необходимо для обеспечения значений и

нФ- обеспечивает верхнюю частоту

кОм

мФ- устраняет действие отрицательной обратной связи, возникающей из-за

( - выходное сопротивление усилительного каскада)