Видеоусилитель (стр. 1 из 9)

Московский ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ Авиационный Институт имени СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ

(технический университет)

Кафедра 407

“ЭЛЕКТРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА РЭС”

Курсовая работа

на тему

Видеоусилитель

Выполнил:	студент группы 04-320 Гуренков Дмитрий
Проверил:	преподаватель Игнатьев Ф. Н.

Москва 2014 год

Содержание

Задание................................................................................................................................................................................. 3

Введение............................................................................................................................................................................. 3

Расчет многокаскадного усилителя...................................................................................................... 4

Расчет апериодических и импульсных усилителей.............................................................. 5

Расчет "Y"-параметров транзистора......................................................................................................... 7

Высокочастотная эмиттерная коррекция......................................................................................... 9

Низкочастотная коррекция цепочкой

.................................................................................. 10

Выбор и стабилизация режимов работы усилительных каскадов на транзисторах. 11

Расчет.................................................................................................................................................................................. 15

Расчет необходимого количества каскадов................................................................................................... 15

Расчет оконечного усилительного каскада.................................................................................................... 16

Расчет Y-параметров................................................................................................................................................ 16

Рассчитаем высокочастотную эмиттерную коррекцию................................................................................ 17

Низкочастотна коррекция цепочкой

...................................................................................................... 18

Стабилизация режима работы усилительного каскада................................................................................ 18

Расчет предоконечных усилительных каскадов.......................................................................................... 19

Рассчитаем высокочастотную эмиттерную коррекцию................................................................................ 20

Низкочастотна коррекция цепочкой

...................................................................................................... 20

Стабилизация режима работы усилительного каскада................................................................................ 20

Эксплуатационные данные........................................................................................................................... 21

Видео усилитель. Принципиальная схема...................................................................................... 23

Перечень элементов............................................................................................................................................. 24

Литература..................................................................................................................................................................... 25

Задание

Разработать принципиальную схему и рассчитать видеоусилитель со следующими характеристиками:

- коэффициент усиления по напряжению

;

- длительность импульса

мкс;

- относительный скол вершины импульса – не более

;

- относительная длительность фронта – не более

;

- сопротивление нагрузки усилителя

кОм;

- емкость нагрузки усилителя -

пФ.

Введение

Усилитель – это устройство, увеличивающее мощность сигнала. Увеличение мощности происходит за счет преобразования энергии источника питания в сигнал на заданной частоте. Функцию преобразователя выполняет активный прибор, управляемый входным сигналом. Таким образом, в усилителе относительно маломощный входной сигнал управляет передачей большой мощности на частоте сигнала от источника питания в нагрузку, причем выходной сигнал является непрерывной функцией входного. Сам механизм преобразования энергии источника питания в энергию сигнала зависит от физической природы активного прибора.

Существует большое количество различных видов усилителей по активному прибору, в частности: на трех активных полюсных приборах, на активных двухполюсных приборах, усилители на ЛБВ и ЛОВ. В зависимости от вида усиливаемого сигнала различают усилители непрерывных и импульсных сигналов. Усилители импульсов, не имеющих высокочастотного заполнения (видеоимпульсов), обычно относятся к видео усилителям, или точнее говоря к видео импульсным усилителям. Усиление низкочастотных непрерывных и импульсных (как в нашем случае) сигналов осуществляется апериодическими импульсными усилителями.

Будем рассматривать апериодический усилитель с емкостной связью на трех активном полюсном приборе. Основным свойством апериодического усилителя является отсутствие ярко выраженных резонансных явлений. Нагрузкой этого усилителя, как правило, является резистор. Расчеты усилительных устройств, обычно, выполняются покаскадно с дальнейшим нахождением параметров многокаскадных усилителей. Эффективность усиления можно оценить по величине коэффициента усиления. Различают коэффициенты усиления по напряжению, току и мощности. Основным, обычно, считается коэффициент усиления по напряжению:

, который далее будет именоваться просто коэффициентом усиления без индекса «U». Коэффициенты усиления являются комплексными величинами. Модуль коэффициента усиления определяет соотношение входной и выходной амплитуд, на данной частоте.

В качестве принципиальной схемы усилителя выберем схему, состоящую из N каскадов на однотипных, активных приборах с одинаковыми параметрами. В таком случае общий коэффициент усиления будет находиться как произведение коэффициентов усиления каждого из каскадов.

Выберем схему включения активного прибора:

1. Схема включения с общей базой (ОБ) обладает сравнительно малым, входным и большим выходным сопротивлением, но имеет малую зависимость параметров от температуры и более равномерную частотную характеристику. В схеме с ОБ достигаются максимальные значения коллекторного напряжения, что важно при использовании мощных транзисторов.

2. Схема включения с общим эмиттером (ОЭ) обладает наибольшим усилением по мощности, что уменьшает количество каскадов в схеме, но неравномерная частотная характеристика, большая зависимость параметров от температуры и меньшее максимальное коллекторное напряжение снижают преимущества этой схемы. Входные и выходные сопротивления усилителя на транзисторах, включенных в схему с ОЭ отличаются меньше, чем в схеме с ОБ, что облегчает построение многокаскадных усилителей.

3. Схема включения с общим коллектором (ОК) обладает большим входным и малым выходным сопротивлением. Это свойство находит применение в согласующих каскадах (эмиттерный повторитель). Частотная характеристика схожа с частотной характеристикой включения с ОЭ.

Как видно из приведенных выше характеристик различных включений, схема с ОЭ по большинству показателей занимает промежуточное положение между схемами ОБ и ОК. В то же время она обладает максимальным усилением по мощности и удобна в использовании в много каскадных усилителях. Именно по этому она считается наиболее универсальной.

Как следует из вышесказанного, в качестве схемы включения нашего активного прибора будем использовать схему с общим эмиттером.

Активными основными приборами современных усилительных устройств являются биполярные и полевые транзисторы. В качестве активного прибора будем использовать биполярный транзистор.

Расчет многокаскадного усилителя

Как правило, усилительные устройства являются многокаскадными, так как с помощью одного каскада обычно не удается обеспечить необходимое усиление. Основное усиление по напряжению обеспечивается в каскадах предварительного усиления. Из них обычно выделяют входной каскад, схема которого зависит от требований по сопряжению с источником сигнала, допустимому дрейфу нуля и т.п. Спецификой выходного каскада является обеспечение заданной мощности или амплитуды выходного сигнала, ограничения по допустимому уровню искажений, работа на низкоомную нагрузку и т.д. Предоконечный каскад также может иметь специфические особенности, связанные с условием работы выходного каскада, например, с требованием обеспечить на его входе значительную мощность сигнала.

При построении широкополосных усилителей на биполярных транзисторах основное внимание уделяют их частотным свойствам, позволяющим при заданном коэффициенте усиления одного каскада в области средних частот

обеспечить требуемую верхнюю граничную частоту , а, следовательно, и площадь усилителя одного каскада

. (1.1)