Курсовая работа: Усилитель кабельных систем связи
Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)
УСИЛИТЕЛЬ КАБЕЛЬНЫХ
СИСТЕМ СВЯЗИ
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплинеСхемотехника и АЭУ
Студент гр. 148-3__________Булдыгин А.Н.
24.04.2001
Руководитель
Доцент кафедры РЗИ_____________Титов А.А.
_____________
2001
Реферат
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.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
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.
Содержание
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 Основная часть
2.1 Анализ исходных данных
Средне статистический транзистор даёт усиление в 20 dB, по заданию у нас 30 dB, отсюда получим, что наш усилитель будет иметь как
минимум 
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.
Вследствие того, что у нас будут перекрёстные обратные связи рис.(2.3.1), которые нам дадут хорошее согласование по входу и выходу, в них будет теряться 1/3 выходного напряжения, то возьмём Uвых в 1,5 раза больше заданного, т.е. 3В.
2.2 Расчёт оконечного каскада
2.2.1 Расчёт рабочей точки
По заданному напряжению на выходе усилителя рассчитаем напряжение коллектор эмитер и ток коллектора (рабочую точку) [2].
Uвых=1,5Uвых(заданного)=3 (В)
Iвых=
=
Рассмотрим два варианта реализации схемы питания транзисторного усилителя [2]: первая схема реостатный каскад, вторая схема дроссельный каскад.
Реостатный каскад: