AMPLIFICATOR DE RADIOFRECVENTA DE BANDA LARGA

Stud.Vizireanu FlorinStud.Tanasoiu CristinaStud.Bumbar AurelStud.Grigore Sergiu

2009

Sã se proiecteze un etaj ARFP în clasã A de bandã largã folosind tranzistorul bipolar BFW16, exploatând la maximum caracteristicile acestui tranzistor. Folosind diferite tipuri de reacţie negativă se va urmari obţinerea unei amplificări în tensiune de maxim 50 şi a unei impedanţe de intrare de 50 de ohmi. Din datele de catalog rezultă: ICM=300mA; IC=150mA; UCEmax=25V; VCEsat=1.5V; Ptmax=1,5W. Va trebui ca VCC<VCEmax/2=12,5V; ICmax 150mA.

Din analiza caracteristicilor de ieşire stabilim punctul static de funcţionare Q(IQ,VCC)=Q(75mA,10V).Aceasta permite o excursie a lui IC între 12mA si 140mA, iar a lui VCE intre 1,5V şi 18,5V.

Dreapta de sarcină va fi determinată de:

Performanţele etajului vor fi:

Din analiza caracteristicii de transfer rezultă că, pentru a produce o variaţie a lui IC între limitele (12-140mA) trebuie ca VBE să varieze între 750mV şi 820mV, rezultă:

VBEmx=820mV si VBEmin=750mV;

Constatăm că pentru o tensiune de polarizare VBEO=785mV, curentul de colector va fi IC0=35mA, ceea ce nu corespunde cu ce am stabilit anterior IQ=75mA diferit de IC0=35mA. Acest lucru se explică astfel:

-în absenta excitaţiei, curentul de colector ce strabate tranzistorul este de 35mA; -în momentul aplicarii unei excitaţii maxime, datorită neliniaritaţii caracteristicii de transfer, forma

curentului de colector este distorsionată, ceea ce conduce la modificarea valorii medii si, implicit a punctului static de funcţionare.

Din analiza caracteristiciilor de ieşire mai rezultă că, pentru variaţia lui IC stabilită, IB se modifică între 300μA şi 3300μA. Rezultă:

În aceste condiţii putem determina:

-amplificarea în tensiune:

-amplificarea în curent:

-caştigul în putere:

sau în decibeli :

Din analiza parametrilor ARFP rezultă că amplificrea în tensiune ia valori prea mari, ceea ce poate conduce la o funcţionare instabilă. Din aceste considerente, precum şi pentru a creşte liniaritatea şi rezistenţa de intrare a ARFP, vom introduce o reacţie negativă serie de curent, prin intermediul unei rezistenţe în circuitul de emitor. În acest caz, de regulă, ne propunem o anumită amplificare în tensiune cu reacţie:

Ar=Vo/Vinr,

de unde determinăm tensiunea de intrare cu reacţie: Vinr=Vo/Ar.

Pentru o amplificare în tensiune cu reacţie de 40, vom obţine:

Având în vedere că:

vom obţine:

Pentru a se compensa pierderile în c.c. pe rezistenţa de emitor se recomandă creşterea tensiunii de alimentare, fără a depaşi valoarea impusă de tensiunea de străpungere. Ca urmare, vom considera Vcc=12V.

In cazul conectarii directe, rezistenta de sarcina vazuta in circuitul de colector va fi:

Fig.1.Schema de principiu a ARFP clasa A de banda largaLa se inpune ca .Pentru cazul analizat, presupunand , vom obtine:

Pentru polarizarea bazei vom utiliza o bobina de soc, a carui inductanta se stabileste astfel incat la . Pentru si , rezulta:

Consideram .Condensatoarele de separare se determina astfel:

Pentru simulare s-a considerat

Fig.2 Rezulatatele experimentale ARFP de banda larga

Din analiza rezultatelor rezulta ca amplitudinea tensiunii de colector este Astfel

aplificarea in tensiune la semnal mare este Distorsiunile de neliniaritate, luand in

considerare primele patru armonici, au valoarea:

Fig.3.Schema de principiu pentru vizualizarea intermodulatiilor.

Din punct de vedere al intermodulatiilor de ordinul 2 si 3, folosind valorile , am obtinut urmatoarele rezultate:

Fig. 4. Produsele de intermodulatie

In urma intermodulatiilor valoarea tensiunii la 1 MHz creste pana la valoarea de 7,3 V. Produsele de intermodulatie de ordinul 2 au o tensiune de 186,1mV respectiv 272 mV, iar

curentul de 1,2 mA, respectiv 1,8mA. Pe baza acestor rezultatea precum si a intermodulatiei de ordinul 3 putem determina si alti parametri specifici acestui amplificator(puterea unui semnal de intrare, puterea fundamentala a semnalului de iesire, punctul de interceptie de ordinul 3 la iesire).