В безтрансформаторних вихідних каскадах найбільш часто застосовують режими В або АВ. При використовуванні режиму класу В в підсилювачах на ділянці малих струмів виникають перехідні спотворення, які виявляються у вигляді відсічки струму. Кількісно перехідні спотворення оцінюються часом переключення підсилюючих елементів. Зменшення перехідних спотворень досягається застосуванням режиму класу АВ, при якому на вхід підсилюючого елемента подається відповідна напруга зміщення. Напруга зміщеная створюється за допомогою діодного кола чи за допомогою транзисторної схеми.

Режим роботи транзисторів кінцевого каскаду визначає струм спокою, який протікає через транзистор при відсутності керуючого сигналу. Зміна температурних умов приводить до зміни струму спокою і, відповідно, режиму роботи транзисторів кінцевого каскаду, що приводить до збільшення нелінійних перехідних спотворень.

Найбільш часто в підсилювачах використовується діодна стабілізація струму, заснована на температурній залежності вольтамперних характеристик діоду. Напруга зміщення забезпечується характеристиками діоду. Рекомендується застосовувати кількість діодів, яка дорівнює кількості транзисторів в кінцевому каскаді. Але при такому способі складно забезпечити з достатньою точністю потрібне зміщення. Для більшої точності підстроювання напруги зміщення послідовно з діодами включається опір.

Так як вхідний опір достатньо великий в якості вхідного каскаду була обрана схема диференційного каскаду, а в якості кінцевого каскаду з урахуванням заданої потужності була обрана схема кінцевого каскаду, зібраного на комплементарних транзисторах.

3. ЕЛЕКТРИЧНИЙ РОЗРАХУНОК

Таблиця 3.1 Вхідні дані.

3.1    Розрахунок напруги джерела електроживлення

У безтрансформаторних двотактних каскадів при роботі в режимі В опір навантаження плеча К, для якого будують навантажувальну пряму на сімействі вихідних характеристик транзистора, дорівнює опору навантаження RH, тому що плечі тут працюють по черзі.

Необхідну для найменшої витрати енергії напругу електроживлення, при заданому опорі навантаження каскаду RH, визначаємо за формулою:

 (3.1)

де Rн – опір навантаження , Ом;

Pн - вихідна потужність на навантаженні, Вт;

Uзал – залишкова напруга на транзисторі; приймаємо Uзал = 1,5 – 3,5 В .

 В

Вибираємо стандартне значення напруги електроживлення за ГОСТ 18275-72 „Апаратура радіоелектронна. Номінальні значення напруги та сили струмів живлення" :

 В

3.2 Вибір транзисторів кінцевого каскаду

Визначаємо граничні параметри транзисторів , які вибираємо за такими формулами:

- максимальна напруга колектор-емітер, В

 В

- максимальний струм колектора, А

 А

- максимальна розсіювана потужність, Вт

підсилювач каскад напруга стабілізація транзистор

 Вт

- гранична частота коефіцієнта передачі струму, кГц

 кГц .

За граничними розрахунковими параметрами вибираємо необхідний тип транзисторів VT6,VT7.Дані заносимо до таблиці 3.2 .

Таблиця 3.2 Параметри транзисторів кінцевого каскаду

3.3 Розрахунок колекторного кола кінцевого каскаду

З метою зменшення розрахункової частини проекту і в зв'язку з незначними відхиленнями верхнього та нижнього плеч підсилювача потужності розрахунок проводять для одного, плеча. В якому вихідний транзистор має менше значення h21Emax.

Визначаємо опір негативного зворотного зв'язку за формулою:

де Rзз - опір зворотного зв'язку;

ηзз - ККД вихідного кола, що показує втрати корисної потужності на опорах емітерного кола; приймаємо ηзз =0,9. Вибираємо стандартне значення резисторів за стандартом. Для визначення амплітудних значень струму та напруги необхідно побудувати вихідну навантажувальну характеристику.

Для побудови навантажувальної характеристики слід визначити координати двох точок (а, в), використовуючи рівняння динаміки

 (3.2)

Через точки "а" і "в" проводять пряму - динамічну навантажувальну характеристику для опору (RH+ Rзз) (рисунок 1). Якщо активний опір для постійного і змінного струму однаковий, то динамічна характеристика є водночас і лінією навантаження як для постійного, так і для змінного струмів.

Найчастіше вихідні каскади підсилювача потужності працюють в режимі В чи АВ, що визначається напругою зміщення на базах вихідних транзисторів і струмом спокою колектора.

Рисунок 3.1 Вихідна навантажувальна характеристика транзистора вихідного каскаду VT7.

На практиці струм спокою ІКп визначають із такого співвідношення:

де ІК- колекторнийструм в точці "а";

ІКп - струм спокою, відповідає режиму АВ.

Визначаємо амплітудне значення напруги на навантаженні за формулою:

Визначаємо амплітудне значення напруги на колекторі-емітері транзистора:

Перевіряємо розраховане значення напруги джерела живлення. Для цього треба щоб виконувалась нерівність.

 (3.3)

Якщо сума більше UK0 то належить збільшити значення напруги джерела електроживлення і побудувати нову навантажувальну характеристику.

Визначаємо постійну складову струму колектора вихідного транзистора за формулою:

де ІКm – амплітудне значення колекторного струму, яке визначається за навантажувальною характеристикою.

Визначаємо потужність, від джерела споживану електроживлення за формулою:

Визначаємо максимальну потужність розсіювання на колекторі транзистора за формулою:

Максимальна потужність розсіювання на транзисторі повинна бути значно менше потужності вибраного транзистора PKmax.

Визначаємо потужність розсіювання на резисторах R14, R15:

Обираємо резистори R14, R15 типу: МЛТ – 0,25 – 1,8 Ом ± 5%.

3.4 Розрахунок базового кола кінцевого каскаду

Використовуючи навантажувальну характеристику вихідного каскаду і статичні вхідні характеристики транзистора, будуємо на них емітерну динамічну вхідну характеристику.

Вхідні динамічні характеристики при малих опорах навантаження практично зливаються зі статичними. Тому для технічних розрахунків можна користуватися не динамічними, а статичними вхідними характеристиками.

За вхідною динамічною характеристикою ( рисунок 2) визначаємо значення вхідного сигналу:

- напругу на базі в робочій точці спокою - UБеп= 0,65 В;

- струм бази в робочій точці спокою – ІБп = 0,15 мА ;

- амплітудне значення змінної складової бази - ІБm = 60 мА ;

- амплітудне значення змінної напруги на базі - UБЕm = 4,6 В.

Рисунок 3.2 Вхідні динамічні характеристики транзисторів VT7 i VT5.

Визначаємо амплітудне значення вхідної напруги кінцевих транзисторів за формулою:

Визначаємо вхідний опір транзистора без урахування негативного зворотного зв'язку:

Визначаємо усереднену крутизну характеристики транзистора в кінцевому каскаді:

Визначаємо коефіцієнт підсилення за напругою:

Визначаємо вхідну потужність транзистора:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6