Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти

У більшості випадків попередні каскади підсилювача низької частоти можуть бути виконані на малопотужних транзисторах. При цьому, якщо посилювані частоти не перевищують одиниць кілогерців, вибір транзисторів виробляється по низькочастотних параметрах з наступних міркувань:

- мінімальної вартості;

- найбільшої величини коефіцієнта підсилення транзистора по струму В в схемі з загальним емітером.

Ескізний розрахунок підсилювача

1. РОЗРАХУНОК ПІДСИЛЮВАЧА ПОТУЖНОСТІ

Основною задачею ескізного розрахунку вихідного каскаду підсилювача низької частоти є визначення струму бази, необхідного для одержання на виході номінальної потужності при заданих коефіцієнтах нелінійних і частотних перекручувань. Оскільки визначення нелінійних і частотних перекручувань у схемах на транзисторах є досить складною справою, це питання повинне зважуватися при повному електричному розрахунку вихідного каскаду.

1. Амплітуда струму колектора, що забезпечує задану вихідну потужність кінцевого каскаду,

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru ,мА (1.103)

де Ек – напруга на колекторі , В ;

hт – ККД=1 ;

x – коефіцієнт використання колекторної напруги ;

Рн – номінальна вихідна потужність, Вт

При цьому максимальна амплітуда струму колектора повинна бути:

у режимах класів А Імк ≤ 0,5×Ік макс;

у режимах класів АВ і В Імк ≤ Ік макс.

2.Амплітуда струму бази кінцевого каскаду:

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (1.104)

Вmin – мінімальний коефіцієнт підсилення по струму в схемі з загальним емітером обраного типу транзистора.

3. Постійна складова струму колектора одного транзистора:

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru , (1.105)

де Іmк – амплітуда струму колектора кінцевого каскаду.

Через малий вхідний опір каскадів підсилювача низької частоти на транзисторах, що приводить до шунтування попередніх каскадів, необхідно визначати необхідне посилення по струму бази.

1. Визначається опір навантаження детектора.

При цьому вважаегься, як було прийнято в § 2.5, вхідний опір детектора дорівнює вхідному опору каскаду УПЧ. Тоді опір навантаження детектора:

а) при детектуванні малих сигналів (звичайно в переносному і кишеньковому транзисторному приймачах, при Uд вх=0,1-0,3 В)

послідовного однопівперіодного детектора

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (1.106)

де Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru – вхідний опір підсилювача низької частоти ,

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru – коефіцієнт передачі

двополуперіодного детектора з подвоєнням напруги

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (1.107)

б) при детектуванні великих напруг (порядку 1,5—5 В)

Rзвор.>> Rн (1.108)

послідовного детектора

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (1.109)

паралельного детектора

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (1.110)

послідовного детектора при Rзвор.≈ Rн

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (1.111)

2. Визначається амплітуда струму бази першого транзистора:

а) при роботі від детектора

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru , мА (1.112)

де Uд вих – вихідна напруга детектора, В ,

Rн – опір навантаження детектора, Ом,

Оскільки необхідність забезпечення малих частотних перекручувань при детектуванні, викликаних відмінністю опору навантаження детектора постійному і перемінному струму, вимагає зразкової рівності опору входу першого транзистора підсилювача низької частоти і опору R2 навантаження детектора;

б) при роботі від звукознімача

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru , мА (1.113)

оскільки для усунення шунтування звукознімача низьким вхідним опором першого каскаду підсилювача низької частоти послідовно в ланцюг бази першого каскаду і звукознімача необхідно включити опір 500 кОм, що і визначає струм бази. З двох значень формул (1.112) і (1.113) вибирається менше і приймається за струм бази першого каскаду.

3.Необхідне посилення по струму тракту підсилювача низької частоти

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru ; (1.114)

де Іmб – амплітуда струму бази кінцевого каскаду, мА

Іm б1 – амплітуда струму бази при роботі від детектора, мА

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Рисунок 1.21. Схема напівпровідникового діодного детектора.

При застосуванні негативного зворотного зв'язку

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (1.115)

де А — фактор зворотного зв'язку, що показує у скільки разів зменшуються посилення і перекручування на виході приймача.

Необхідне посилення з запасом

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru , (1.116)

де Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru – необхідне підсилення по струму,

Якщо в проектованому підсилювачі передбачається мати регулювання тембру, то варто передбачати запас посилення 5 -10 разів.

4.Для визначення необхідного числа каскадів попереднього підсилювача низької частоти приймають, що всі каскади однотипні. Тоді необхідне число каскадів

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru , (1.117)

де Вmin – мінімальний коефіцієнт підсилення по струму в схемі з загальним емітером обраного типу транзистора.

Приклад 1.7. Визначити число підсилювальних каскадів після детектора транзисторного переносного приймача.

Вихідні дані

номінальна вихідна потужність — Ри=0,7 Вт;

ККД вихідного трансформатора – ηт =0,7;

коефіцієнт використання колекторної напруги — ξ=0,8;

вихідна напруга детектора — Uд вих=58 мВ;

коефіцієнт передачі детектора — Кд=0,7;

вхідний опір каскаду підсилювач проміжної частоти — Квх упч=4,6 кОм; напруга звукознімача — Uзв=0,25 В

Потрібно визначити

типи, режим транзистора і число каскадів підсилювача низької частоти

Розрахунок

1.Оскільки необхідна потужність перевищує 200 мВт, те вихідний каскад виконується двотактною схемою в режимі класу АВ на транзисторах середньої потужності.

2.Потужність розсіювання на один транзистор [ (1.100 – 1.101)]

P’нн/ 2= 0,35 Вт Pк=(0,4×Р’н)/ Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru = (0,4×0,35)/(0,7×0,92)=0,247 Вт

3.Розгляд параметрів транзисторів показує, що найбільш придатним транзистори КТ315Ж параметри:

Ркmax = 0,15 Вт ;

Вmin = 30 ;

Ек мax = 35 В ;

Ікmax = 0,5 А ;

Ібmax = 0,05 А ;

4.Граничнодопустима напруга колектора для обраного транзистора [ (1.108)

Ек =(0,3 Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru 0,4)× Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru = Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru В

5.Визначаю амплітуду струму колектора, що забезпечує задану вихідну потужність кінцевого каскаду (1.109)

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru мА

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru мА <Ікmax = 0,5 А ;

6. Визначаю амплітуду струму бази кінцевого каскаду (1.110)

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru мА;

7. Постійна складова струму колектора [(1.111)]

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru мА

8. Вибирав схему послідовного однотактного детектора, що працює в режимі малих напруг, для якого [(1.112)]

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (кОм) ,

9. Амплітуда струму бази [(1.113)]

а) при роботі від детектора

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru А = 0,0018 (мА)

б) при роботі від звукознімача ((1.114)]

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Приймається для подальших розрахунків

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru ,

10. Визначаю необхідне підсилення по струму [(1.115)]

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Необхідне підсилення з запасом : (1.116)

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru ,

11. Вибираю для попередніх каскадів підсилювача низької частоти транзистор КТ315Ж , що має високий мінімальний коефіцієнт підсилення по струму

Вmin = 10 .

Необхідне число каскадів попереднього підсилювача [(1.117)]

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Отже число потрібних каскадів попереднього підсилення Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru .

КІНЦЕВИЙ РОЗРАХУНАК

2.1 Розрахунок вихідного безтрансформаторного каскаду.

Вхідні дані:

Вихідна потужність підсилювача Рвих= 0,3 Вт ;

Нижня частота діапазону Fн = 0,2 кГц ;

Верхня частота діапазону Fв = 4 кГц ;

Опір навантаження Rн = 6 Ом ;

Коефіцієнт частотних спотворень Мн.вих.каск= 4 дБ (1,48);

Коефіцієнт нелінійних спотворень Кг= 6 % ;

Межі зміни навколишньої температури tотк.min… tотк.max

-40…100

Параметривибраних транзисторів які будуть працювати в парі «КТ814А і КТ815А» різної структури але однакових параметрів:

Тепловий опір транзистора (40…100) приймаю: Rт п-с =40;

Максимальна потужність, що розсіюється на колекторі Ркmax=1 Вт

Максимально допустимий постійний струм колектора (без радіатора): Ікmax =0,5 A

Максимально допустимий струм бази: ІБ max =0,05 A

Максимально допустима напруга колектор – емітер:Uкєmax =25 В

Статичний коефіцієнт передачі струму біполярного транзистора в схемі з загальним емітером : (40…70) h21є мін = 60

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Рисунок 2.1 Схема двохтактного безтрансформаторного вихідного каскаду підсилювача низької частоти

2.1.1 Знаходжу напругу джерела живлення [1 ст.112].

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru ,(2.1)

Рвих - вихідна потужність приймача, Вт,

Rн - опір гучномовця, Ом.

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

2.1.2 Знаходжу мах. значення колекторного струму кінцевих

транзисторів [1 ст.113].

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru , (2.2)

де Ек - напруга джерела живлення, В,

Rн – опір гучномовця, Ом.

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

2.1.3 Вибираю значення струму спокою в кінцевих транзисторах.

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru ,(2.3)

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

2.1.4 Знаходжу мах. потужність розсіювання кожним кінцевим

транзистором.

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru ,(2.4)

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

2.1.5По отриманих значеннях Ек. Ркмах.розр. Ік мах. роз. і заданому значенні fв.вибираєм тип кінцевих транзисторів (VT9 і VT10). При цьому необхідно щоб максимально допустимі значення відповідних параметрів транзисторів перевищувала наступні показники :

Uке max.˃Ек

25˃4,8

Ркmax˃Ркмах.розр

1˃0,1

Ікmax˃Ік мах. роз

0,5˃0,4

Зворотній струм колектора Ікб0 вибраного транзистора повинен бути мінімальним. Крайня частота підсилення транзистора повинна перевищувати верхню частоту заданого частотного діапазону не менше як в 2 рази:

fh21э ≥ 2 fв

50≥8

При виборі кінцевих транзисторів треба взяти до уваги падіння потужності розсіюча транзистором при підвищенні температури навколишнього середовища.

Гранична потужність розсіюється колекторним переходом транзистора, вираховуєм:

Ркmaxрозр=(tпmax ∙ tнавк.серед. )/Rт.п-с, де (2.5)

tпmax – максимальна температура переходу,° С

tнавк.серед. – максимальна напруга навколишнього середовища, ° С

Rт.п-с – тепловий опір навколишнє середовище, ° С/Вт

Ркmaxрозр=(60 ∙ 50)/40 = 0,25

2.1.6 Визначаю максимальне значення колекторного струму передкінцевих транзисторів

Ікmaxрозрпредкmaxрозр/h21э min (2.6)

Ікmaxрозр – максимальне значення колекторного струму передкінцевих транзисторів

h21э min – мінімальне значення коефіцієнта передачі струму кінцевих транзисторів.

Ікmaxрозр пред=0,4/30=0,013(А)

Опори резисторів R22=R23 вибираю в межах (100…1000) Ом і уточнюються при регулюванні підсилювача – резистор МЛТ-0,25-10кОм

2.1.7 Визначаю потужність розсіювання кожного із передкінцевих транзисторів:

Ркmaxрозрпредкmaxрозр/h21э min(1 – 0,9/(R22 Ікmaxрозрпред)), (2.7)

Ркmaxрозр – гранична потужність, що розсіюється колекторним переходом транзистора, Вт

Ікmaxрозрпред – максимальне значення колекторного струму передкінцевих транзисторів, А

Ркmaxрозр пред=0,1/30(1-0,9/500×0,013)=0,22 (Вт)

2.1.8 За отриманим значенням Ік вибираю передкінцеві транзистори типу КТ315Ж(VT5іVT6) п-р-п. При цьому необхідно, щоб максимально допустимі значення параметрів вибраних транзисторів перевищували розрахункові значення:

Uкэ мах предк

25>4,8

Ркmaxпредкmaxрозрпред

0,5>0,22

Ікmaxпредкmaxрозрпред

0,5>0,013А

Обраний струм колектора необхідних транзисторів Ікбо перед повинний бути мінімальним. Крайня частота посилення передкінцевих транзисторів повинна перевищувати верхню частоту заданого частотного діапазону не менш ніж у 5 разів

fh21э пред³5fв

60>20

2.1.9 Знахожу ємність роздільного конденсатора С35

С35³1/pfнRн, де (2.8)

fн – максимална звукова частота, Гц

С35=1/3,14×500×6=106мкФ - конденсатор К 50-16 16В×70мкФ

Чим більше ємність тим краще працює підсилювач в області нижніх частот діапазону.

2.1.10 Опір резистора R20 звичайно не розраховую, а підбираю експериментально при настроюванні каскаду (спочатку можна вибрати R20» 10 кОм).

2.1.11 Визначаю частотні викривлення каскаду в області низьких і високих частот

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru , де (2.9)

С1 – ємність розділового конденсатора

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru , де (2.10)

fв – максимальна звукова частота, Гц

fh21э – гранична частота посилення кінцевих транзисторів, Гц

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Отримані величини Мнрозрі Мв розр не повинні перевищувати заданих величин.

2.1.12 Коефіцієнт нелінійних спотворені безтрансформаторного вихідного каскада визначається за наступними формулами. Для цього необхідно налаштувати сковзну динамічну характеристику-графік залежності струму колектора Іквід ЕРС Ер еквівалентного генератора вхідного сигналу. Розрахунок веду в наступній послідовності:
а) задаюся внутрішнім опором еквівалентного генератора вхідного сигналу

Rи≈Rвх≈12,24кОм:

б) користуючись вхідними і вихідними характеристиками транзистора рис.(2.2,2.3) визначаємо для деяких точок (1;2;3) значення Uке, Ік, Іб та Uбе:

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Рисунок 2.2 Рисунок 2.3

Вхідна та вихідна характеристики транзисторів КТ814 і КТ815

в) визначаємо величину ЕРС еквівалентного генератора для різних значень Uбе та Іб відповідно вибраних точок (1;2;3) за формулою:

Ег=UбэбRі, де (2.11)

Uбэ – напруга транзистора база-емітер, В

Іб – струм бази транзистора, А

Rи – внутрішній опір еквівалентного генератора вхідного сигналу, Ом

точка 1: Uке = 7 В; Ік = 150 мА; Іб = 1 мА;Uбе = 0,8 В

Ег= 0,8+0,001∙12240 = 13,01

точка 2: Uке = 3,8 В; Ік = 320 мА; Іб = 5 мА;Uбе = 1 В

Ег= 1+0,005∙12240 = 62,2

точка 3: Uке = 0,9 В; Ік = 470 мА; Іб = 10 мА;Uбе = 1,2 В

Ег= 1,2+0,01∙12240 = 123,6

г) за отриманими даними у прямокутній системі координат будую графік залежності Ік=f(Ег) мал. 2.4:

д) визначивши по графіку максимальне, середнє і мінімальне значення струмів колектора. Ік мах. = 470 мА; Ік сер. = 320 мА; Ік мін. = 150мА, рахуємо амплітудне значення гармонічних складових струму колектора за формулами:

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Рисунок 2.4. Графік залежності Ік=f(Ег)

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru , (2.12) Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru , (2.13 ) Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (2.14)

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (2.15) Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

е) коефіцієнт нелінійних спотворень визначаємо за формулою:

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (2.16)

Ікт1кт2кт3кт4 – амплітуди гармонійних складових струму колектора

Необхідно щоб Кг розр. ≥ Кг, це для того щоб отримати в результаті розрахунку значення коефіцієнта гармонік не перевищувало заданого допустимого значення Кг=4%

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

2.1 Розрахунок вихідного трансформаторного каскаду.

Вхідні дані:

Вихідна потужність підсилювача Рвих=4 Вт ;

Нижня частота діапазону Fн = 0,1 кГц ;

Верхня частота діапазону Fв = 6,3 кГц ;

Опір навантаження Rн = 4 Ом ;

Коефіцієнт частотних спотворень Мн.вих.каск=14 дБ (5,0);

Коефіцієнт нелінійних спотворень Кг= 5 % ;

Межі зміни навколишньої температури tотк.min… tотк.max

-40…100

Параметривибраних транзисторів які будуть працювати в парі «ГТ403Б»:

Тепловий опір транзистора (40…100) приймаю: Rт п-с =40;

Максимальна потужність, що розсіюється на колекторі Ркmax=4 Вт

Максимально допустимий постійний струм колектора

(без радіатора): Ікmax =1,25A

Максимально допустимий струм бази: ІБ max =0,4 A

Максимально допустима напруга колектор – емітер: Uкєmax =30 В

Статичний коефіцієнт передачі струму біполярного транзистора в схемі з загальним емітером : (40…70) h21є мін = 60

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Рисунок 2.5 1 Схема двохтактного трансформаторного вихідного каскаду підсилювача низької частоти

2.1.1. Вибираю режим роботи двохтактного каскаду – клас В.

2.1.2. Знаходжу потужність, яку повинен віддати каскад в навантаження

Pвих. каск.=Pвих./ Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru t2 (2.17)

Pвих. каск.= 4 / 0,8 = 5 Вт

2.1.3. Знаходжу ККД двохтактного каскаду, що працює в режимі класу В

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru вих. каск = 0,95 Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru t2π/4(2.18)

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru вих. каск = (0,95×0,8×3,14) / 4 = 0,6

2.1.4. Підбираю тип транзисторів. Для цього визначаю потужність, що розсіюється в колекторному переході кожного транзистора.

Рк = Pвих. каск. (1 - Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru вих. каск) / 2 Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru вих. каск(2.19)

Рк = (5× 0,4) / 1,2 = 1,06 Вт

2.1.5. Визначаю напругу джерела живлення

Ек = 0,35 ×Uкэмах(2.20)

Ек = 0,35 × 60 = 21 В

2.1.6. Знаходжу опір навантаження, що приведене до одного плеча каскаду

R`n = 0,9Е2к / 2 Pвих. каск(2.21)

R`n = (0,9×212) / (2 ×5) = 39,69 Ом

2.1.7. Максимальне значення струму колектора кожного транзистора в робочому режимі

Ік р. мах = 0,95 Ек / R`n(2.22)

Ік р. мах = (0,95 ×21) / 39,69 = 0,32 А

2.1.8. В сімействі вихідних статичних характеристик вибраного

транзистора, ввімкненого по схемі з загальним емітером, будую навантажувальну пряму, яка проходить через точки А і Б з координатами ІккрmaxUКЭ =0 (точка А) і Ік=0, UКЭк (точка Б). Відмічаємо точки пересікання навантажувальної прямої зі статичними вихідними характеристиками транзистора (точки 1-7). Визначаємо струм бази І Брmax, відповідний струму колектора І крmax(значенню струму бази в робочому режимі І Брmaxвибираємо між значеннями ІБ6 і ІБ7).

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Рис.2.6 Навантажувальна пряма в сімействі вихідних статичних

характеристик транзисторного каскаду, що працює в режимі класу B.

2.1.9. Переношу знайдене значення Івр мах на вхідну статичну характеристику транзистора, зняту при UКЭ≠0. Із вказаної точки на вхідній характеристиці опускаємо перпендикуляр на вісь абсцис і знаходимо значення напруги UБЭmax- максимальну величину напруги між базою та емітером транзистора в робочому режимі

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Рис.2.7 Визначення Uбэр мах за вхідною характеристикою транзистора.

2.1.10. Розраховую вхідний опір.

а) одного плеча

R`вх= Uбэр мах / Ібр мах(2.23)

R`вх= 2/ 0,037 = 54 Ом

б) каскаду в цілому

Rвх= 4R`вх. (2.24)

Rвх= 4×54 = 216,2 Ом

2.1.11. Знаходжу потужність сигналу на вході каскаду.

Pвх= Uбэр махІбэр мах / 2 (2.25)

Pвх= 2×0,037 / 2 = 37 мВт

2.1.12. Визначаю коефіцієнт підсилення каскаду за потужністю.

Кр = Рвих.каск. / Рвх(2.26)

Кр = 3,2 / 0,037 = 86,9

Кр [ДБ] = 10 lgKp(2.27)

Кр [ДБ] = 10 lg86,9 = 19,39

2.1.13. Знаходжу величини опорів резисторів R1 та R2 в колі подільника

напруги. Приймаю струм подільника:

Ід = Ібрmах(2.28)

Ід = 37 мА

Зазвичай напруга зміщення UR1, що знімається з резистора R1,вибирається порядку (0,1…0,2 В).

R1 = UR1 / Iд(2.29)

R1 = 0,15 / 0,037 = 4 Ом

R2 = (EK – UR1) / IД(2.30 )

R2 = (21 – 0,15) / 0,037 = 563 Ом

Розраховую потужність, що розсіюється на резистори.

PR1= I2ДR1 = 0,05 Вт

PR2= I2ДR2 = 0,5 Вт

2.1.14. Визначаю коефіцієнт нелінійних спотворень каскаду. Для цього необхідно побудувати скрізь ну динамічну характеристику – графік залежності струму колектора Іквід Егеквівалентного генератора вхідного сигналу. Побудовуведемо в такій послідовності:

а) задаємся внутрішнім опором еквівалентного генератора вхідного сигналу RИ = RВХ

RИ = 216,2 Ом

б)користуючись вихідними і вхідними характеристиками транзистора, оприділяємо для деяких точок (наприклад 2,4,7) значення UКЭ=30В, Ік =1,25А,Іб=0,4А,UБЭ=2В.

в)оприділяємо величину ЭДС еквівалентного генератора для різних значень UБЭі Іб, відповідним вибраним точкам (2,4,7), по формулі Ег=UБЭб×RИ

г) по полученим даним в прямокутній системі координат будуємо графік залежності Ік=f (Ег)

д) визначивши за графіком максимальне, середнє і мінімальне значення струмів колектора ( Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru A, Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru , Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru A), знаходжу амплітудні значення гармонічних складових струму колектора за формулами:

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (2.31 )

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (2.32 )

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (2.33 )

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (2.34)

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

х – коефіцієнт ассиметрії (звичайно х=0,1…0,2);

е) коефіцієнт нелінійних спотворень знаходжу за формулою:

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (2.35 )

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Так, як Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru , то розрахунок зроблено правильно,

відповідно до виданого завдання.

2.1.15 Визначаємо коефіцієнт трансформації вхідного трансформатора.

n1=U2 max/(0,4…0,8)ηт.вхUКЭ max. пред(2.36 )

n1=4/0,6×0,8×21=0,39

де U2 max– напруга на всій вторинній обмотці вхідного трансформатора при максимальній розкачці вихідного каскаду; для двохтактної схеми з загальним емітером U2 max=2UБЭ max (UБЭ max – максимальна напруга між базою і емітером транзисторного вихідного каскаду); UКЭ maxпред–максимально допустима напруга між колектором і емітером попереднього каскаду.

U2 max=2UБЭ max(2.37 )

U2 max=2×2=4 В

Получене значення n1представляє собою відношення числа витків всієї вторинної обмотки вхідного трансформатора до числа витків первинної обмотки.

2.1.16 Знаходимо коефіцієнт трансформації вихідного трансформатора для для одного плеча каскаду.

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (2.38 )

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

2.1.17 Визначаємо активний опір первинної обмотки вихідного трансформатора (для одного плеча схеми)

1≈0,6R΄н(1-ηт.вих)(2.39 )

1≈0,6×216,2(1-0,8)=25,94 Ом

2.1.18 Розраховуємо активний опір вторинної обмотки .

r2≈0,4R΄н(1-ηт.вих)/ ηт.вих(2.40 )

r2≈0,4×216,2(1-0,8)/ 0,8=21,62 Ом

2.1.19 Знаходимо індуктивність половини первинної обмотки вихідного трансформатора

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru (2.41 )

Вибір транзисторів для попередніх каскадів підсилювача низької частоти - student2.ru

Література

Характеристика джерела Перелік літератури
Книги: Один автор 1. Головин О.В. “Радиоприемные устройства”, Москва “Высшая школа” 1987 р. 2. Алексеева И.Н. “Справочные материалы по полупроводниковых приборах”, Москва “Патриот” 1983 р. 3. Бобров “Расчет радиоприемников”, Москва “Радио и связь” 1981 р. 4. Петренко Т. А. “Радіоприймальні пристрої” Вища школа, 2001 р.
Два автори 1. Экимов В.Д., Павлов “Расчет радиприемников” “Связь” 1970 р. 2. Бережнев К.М., Гактман Е. И. “Транзисторы для аппаратуры широкого применения”, Москва “Радио и связь” 1981 р. 3. Титце Г.К., Шенк Н. Л. “Полупроводниковая схемотехника”, Москва “Мир” 1983 р.
Стандарти 1. ГОСТ 5651 – 82 “Устройства приемные”
Довідникова література 1. Терещук Р.М., Терещук К. М., Сєдов С.А. “Полупроводниковые приемно-усилительные устройства”, Киев “Наукова думка” 1981 р. 2. Горюнов Н.Н.“Полупроводниковые приборы - транзисторы”, Москва “Связь” 1985 р.  
Методичні рекомедації 1. Методичні рекомендації до курсового проекту Чернівецький політехнічний коледж 2005 р. 2. Петренко Т.А. “Методичні вказівки до курсового проекту по курсу "Радіоприймальні пристрої" ”Вінниця, Технічний коледж, 2004 р.

Наши рекомендации