курсовая 1. Курсовая работа. Проектирование усилителяфотоприёмника воспи
 Скачать 1.11 Mb.
|
Расчёт по постоянному току в схеме на ОУЭтот расчёт сводится к определению номинальных значений резисторов R12 и R13. С одной стороны, они должны обеспечить «среднюю точку» напряжения питания Е0/2 на ОУ и потому R12 = R13, с другой стороны их параллельное соединение на переменном токе не должно сильно шунтировать нагрузку транзистора V4. Вследствие этого:  Таблица 10 – Нормированные значения сопротивлений R12, R13
Расчет по сигналуРасчет полной эквивалентной схемыИсточником сигнала является фототок Im1 диода V1. Cопротивление фотодиода на переменном токе определяется касательной к вольт-амперной характеристике в точке А. Вследствие того, что приращение напряжения измеряется в вольтах, а приращение тока в долях микроампера, сопротивление фотодиода переменному току rД=∆u/∆i оказывается значительно больше, чем сопротивление постоянному току RД, и rД достигает 80…100 МОм. Это дает право рассматривать источник сигнала как генератор тока. Чрезвычайно большое сопротивление rД учитывать в эквивалентной схеме необходимости нет, остается учесть лишь ёмкость фотодиода СД=1пФ (рис.11, а). На рис.11, б изображена эквивалентная схема фотодиода по переменному току с учетом его цепей питания.  а) б) Рис.11, а) Модель фотодиода на переменном токе и б) эквивалентная схема входной цепи На эквивалентной схеме полевой транзистор заменяем активным четырехполюсником типа ИТУН—источник тока, управляемый напряжением (рис.12, а). Это значит, что выходной ток (ток стока iC) управляется входным напряжением (затвор-исток uЗИ), т.е.  В данной модели Cзи=5пФ - емкость затвор-исток транзистора, пФ, Сзс = 1,5пФ - проходная емкость, емкость перехода затвор-сток. S –крутизна в точке покоя, мА/В. Сопротивление перехода затвор-исток  очень велико. Биполярные транзисторы V3 и V4 заменяем каждый активным четырехполюсником типа ИТУТ – источник тока, управляемый током (рис.12, б). Здесь выходной ток iК управляется током базы iб, т.е. iк = -h21iб, где  . а) б) Рис.12 Эквивалентная модель а) полевого транзистора V2 (ИТУН) и б) биполярного транзистора V3 и V4 (ИТУТ) по сигналу. В этой модели rб’б- объёмное сопротивление базового слоя, Ом. Находим его из выражения rб’б =  /CК ,где CК - ёмкость коллекторного перехода, пФ, приводится в справочниках. rб’э- сопротивление перехода база-эмиттер, Ом. Оно вычисляется: rб’э= (1+h21)  , где h21- коэффициент усиления по току транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Производим вычисления: Cб’э - емкость перехода база-эмиттер, пФ. Она вычисляется по выражению Cб’э=  , где fт -частота единичного усиления из справочника. Получаем: Чтобы определить свойства усилителя по сигналу, необходимо составить эквивалентную схему усилителя для переменного тока. Нужно элементы схемы V1, V2, V3, V4 и AD1 заменить их эквивалентными моделями на переменном токе.   К узлу 6   К узлу 13  Рис.13 Полная эквивалентная схема усилителя Определим сопротивление R14 и R15. KF=U21/U13, где U21= U2Н, а U13 следует определить, использовав режим «переходный процесс», установив предварительно в источнике сигнала ток Im1=1мкА и среднюю частоту заданного диапазона, например, f=100 кГц.  Рис. 14 График U13 – входного напряжения ОУ В этом случае компьютер покажет амплитуду сигнала U13m≈ 2.42 В. Тогда искомый коэффициент усиления будет равен:  Отсюда:  
Таблица 11 – Нормированные значения сопротивленийR14, R15 | ||||||||||||