5. Расчет предвыходного каскада усилителя.

Предвыходной каскад - каскад с общим эмиттером в режиме класса А. в каскаде предусмотрена стабилизация напряжения смещения и эмиттерная температурная стабилизация. Исходные параметры сигнала - напряжение, ток, мощность требуемые на входе выходного каскада, входное сопротивление выходного каскада и требования ко всему усилителю:

Рсл к, Вт	Rвх.слк, Ом	FH, Гц	FB, кГц	Мн.пр, дБ
0,51	66	80	15	2,2

Схема усилительного каскада:

Максимальный ток на нагрузке:

Iвых. max = 0,12 А

Питание предвыходного каскада, в целях унификации принимаем аналогичное выходному каскаду. Выбираем транзистор:

, т.е. 0,01275 Вт

Предварительно принимаем, что R_K= (3-5)R_{вх сл}= 330 Ом, тогда:

Ir.max_­= 0,15 А

f_h21Э= (2-4)F_B, т.е. 60 кГц.

Данным условиям удовлетворяет транзистор КТ315А с параметрами указанными выше.

На выходной характеристике (рис 11) строим нагрузочную характеристику по точкам:

Режим холостого хода - Uкэ.тах =15 В, Iк = 0А

Режим короткого замыкания - Uкэ.тах =0 В, Iк = 5А

При режиме работы усилителя в режиме класса А на середине отрезка АВ найдем точку покоя П и опустим из нее перпендикуляры на осям I_кm и U_KЭ. Графически определим значения:

Рис 11-12. Входная и выходная (нагрузочная) характеристика транзисторов КТ315А

Определим значение тока базы (по выходной характеристике):

I_БП = 0,6 мА

По входной характеристике определим значение напряжения база-эмиттер в рабочей точке:

U_БЭП = 0,65 В

Сопротивления резисторов в цепях коллектора R_K и эмиттера R_Э:

При этом, учитывая рекомендацию, что R_K = (5 — 10)R_Э, имеем:

R_Э = 1,3 кОм

R_K = 135 0м

Определим значения резисторов делителя напряжения на базе транзистора.

Зададимся током делителя.

Напряжение на резисторе R_Э, которое можно определить как:

Тогда:

Определим входное сопротивление каскада по переменному току.

Определим эквивалентное сопротивление в цепи базы транзистора:

Если рассчитанное значение входного сопротивления по переменному току верно, то должно выполняться условие:

Условие выполняется.

Емкость конденсатора рассчитывается из условия, что на нижней частоте полосы пропускания Х_сз ~ 0,1R_э, откуда:

мФ

Принимаем значение из стандартного ряда

С_Э = 12 мкФ Входное сопротивление каскада:

82,46 Ом

Емкости разделительных конденсаторов определяются как (при заданном коэффициенте на каскад М_н = 2,2 дБ = 1,202):

Рассчитаем коэффициент частотных искажений по верхней частоте. Искажения на верхней частоте, вносимые транзистором:

Искажения на верхней частоте, вносимые конденсаторами:

Суммарные частотные искажения на верхней частоте:

Мв.вых = М_трМ_в._Ср1М_в._Ср2М_в._Сэ = 1,006

Или в дБ:

М_в._вых = 20 log(l,006) = 0,053 дБ

Определим коэффициенты усиления каскада. Коэффициент усиления по напряжению:

Где R_н_ — выходное сопротивление каскада с нагрузкой.

22,2 Ом

Тогда:

Коэффициент усиления по току:

86,9

Коэффициент усиления по мощности:

278,2

Рассчитаем коэффициент частотных искажений:

Учитывая общее ООС, глубиной 30, имеем коэффициент усиления каскада:

И его входное сопротивление:

R_BX = 30R_BX = 51_;47кОм

Следовательно, необходим входной сигнал:

Это значит, что от входного каскада потребуется выходная мощность:

Следовательно, такой каскад можно использовать в качестве входного каскада, причем для полного согласования входного сигнала источника и всем усилителем, можно увеличить глубину общей ООС, уменьшив сопротивление в цепи обратной связи, что увеличит входное сопротивление каскада и уменьшит его общий коэффициент усиления.