Усилитель кабельных систем связи
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине
Студент гр. 148-3
__________Булдыгин А.Н.
Доцент кафедры РЗИ
_____________Титов А.А.
Курсовой проект 19 с., 11 рис., 1 табл.
КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ (Кu), АМПЛИТУДНОЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ (АЧХ), ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИЯ, РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЁМКОСТИ, ДРОССЕЛИ, ПЕРЕКРЁСТНЫЕ ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ.
Объектом проектирования является усилитель кабельных систем связи.
Цель работы – приобретение навыков аналитического расчёта усилителя по заданным к нему требованиям.
В процессе работы производился аналитический расчёт усилителя и вариантов его исполнения, при этом был произведён анализ различных схем термостабилизации, рассчитаны эквивалентные модели транзистора, рассмотрены варианты коллекторной цепи транзистора.
В результате расчета был разработан магистральный усилитель с заданными требованиями. Полученный усилитель может быть использован для компенсации потерь мощности, устанавливаемый между многокилометровыми отрезками кабелей.
Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 7.0.
Рисунки выполнены в графическом редакторе Actrix Technical.
на курсовое проектирование по курсу “Аналоговые электронные устройства”
студент гр. 148-3 Булдыгин А.Н.
Тема проекта: Усилитель кабельных систем связи.
Исходные данные для проектирования аналогового устройства.
1. Диапазон частот от 40 МГц до 230 МГц.
2. Допустимые частотные искажения Мн 3 dB, МВ 3 dB.
3. Коэффициент усиления 30 dB.
4. Сопротивление источника сигнала 50 Ом.
5. Амплитуда напряжения на выходе 2 В.
6. Характер и величина нагрузки 50 Ом.
7. Условия эксплуатации (+10 +60)ºС.
8. Дополнительные требования: согласование усилителя по входу и выходу.
1 Введение ------------------------------------------ ----------------------------- 5
2 Основная часть ---------------------------------------------------------------- 6
2.1 Анализ исходных данных -------------------------------------------------- 6
2.2 Расчёт оконечного каскада ----------------------------------------------- 6
2.2.1 Расчёт рабочей точки ---------------------------------------------------- 6
2.2.2 Выбор транзистора и расчёт эквивалентных схем замещения---- 8
2.2.2.1 Расчёт параметров схемы Джиаколетто -------------------------- 8
2.2.2.2 Расчёт однонаправленной модели транзистора ------------------ 9
2.2.3 Расчёт и выбор схемы термостабилизации -------------------------- 9
2.2.3.1 Эмитерная термостабилизация -------------------------------------- 9
2.2.3.2 Пассивная коллекторная ---------------------------------------------- 11
2.2.3.3 Активная коллекторная ----------------------------------------------- 11
2.3 Расчёт усилителя ----------------------------------------------------------- 12
2.4 Расчёт ёмкостей и дросселей --------------------------------------------- 15
Схема электрическая принципиальная ------------------------------------- 16
Спецификация ------------------------------------------------------------------- 17
3 Заключение -------------------------------------------------------------------- 18
4 Список используемой литературы ----------------------------------------- 19
1 Введение
Цель работы – приобретение навыков аналитического расчёта магистрального усилителя по заданным к нему требованиям.
Кабельные системы связи являются одной из важных составляющих глобальных и локальных мировых систем телекоммуникаций. Для компенсации потерь мощности сигнала, в таких системах, используются широкополосные усилители, устанавливаемые между многокилометровыми отрезками кабелей.
Указанные усилители относятся к необслуживаемым устройствам и должны обладать следующими достоинствами: хорошее согласование по входу и выходу, исключающее возможность переотражения сигналов в кабельных сетях; неизменность параметров усилителя во времени, в диапазоне температур, и при старении активных элементов схемы; хорошая повторяемость характеристик усилителей при их производстве, без необходимости подстройки;
Всеми перечисленными выше свойствами обладают усилители с отрицательными перекрестными обратными связями [1], что достигается благодаря совместному использованию последовательной местной и общей параллельной обратной связи по току в промежуточных каскадах и параллельной обратной связи по напряжению в выходном каскаде.
2 каскада. Реализуем усилитель на 2-х
активных элементах. Уровень допустимых искажений АЧХ, по заданию, 3 dB, тогда на каждый каскад приходится по 1,5 dB.
=
=0,06 (А)
=
=0,12 (А)
=
=0,09 (Вт)
=
=0,06 (А)
=
=0,09 (Вт)
=1,
=1,6×
=2,26 (пФ), где
=2,875 (Ом); gб=
=0,347 (Cм), где
-справочное значение постоянной цепи обратной связи.
=
=0,763 (Ом), где
=
=0,023, где
-справочное значение
статического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмитером.
=
=41,7 (пФ), где
=1
=100 (Ом), где
=
=66 (Ом);
, Iд=10×Iб, Iб=
, Iд=10×
=10×
=0,012 (А), где
=416,7 (Ом);
=391,6 (Ом). 
=360 (Ом).
=
=15,15 (Ом);
=
=0.0024 (A), где
=
=708,3 (Ом);
=
=1,792 (кОм);
;
=
=1500 (Ом).
схема оказывается согласван-ной по входу и
выходу с КСВН не более 1,3 в диапазоне частот, где выполняется условие 
³0,7. Поэтому практически отсутствует взаимное влияние
каскадов друг на друга при их каскадировании Количество каскадов будет зависеть от требуемого Кu и полосы пропускания, которые можно определить как: 
, где
(2.3.1)
(2.3.2) 
, где
(2.3.3)
=18.7;
=6.18;
=14.9 
, отсюда RОС=250 Ом.
, где (2.3.4)
=0,145 (нс),
; 
, где
(нс);
;
;
(МГц); Кu(общ)=
, Кu(общ)=
(раз);
(раз), что соответствует 39,4 dB;
, 
(МГц);
-нижняя граничная частота по заданию.
(пФ);
(мкГн);
, где
(2.4.1)
(dB), 
(раз), для Ср1 и 
(раз), для Сэ.
,
, 
, где
-параметры элементов схемы Джиаколетто,
,
(Ом),
(пФ),
(пФ),
,
,
(нс),
(нФ).
