7 Розрахунок елементів температурної стабільності
По вхідних і вихідних ВАХ визначаємо наступні початкові дані:
– Максимум колекторної напруги:
UКЕm=ЕК–UКЕmin=15–5=10 В;
– Максимальний колекторний струм:
IКm=I’Кm-IК0=1,80-0,50=1,30 А;
– Максимальний струм бази
IБmах= I’Бmax- IБ0=0,068-0,020=0,048 А;
– Максимальна напруга на базі транзистора:
UБЕmах=U’БЕmах - UБЕ0=1,230-0,890=0,340 В.
– Напруга спокою на базі UБЕ0=0,890 В.
– Струм спокою колектора IК0=0,50 А.
– Струм спокою бази IБ0=0,020 А
До температури середовища +550С припустимо застосовувати діоди, які компенсують температурні зміни транзистора VT1. Кількість діодів рівна кількості шунтованих нею p-n-переходів транзистору, тобто ставимо діод, який має прямий опір (1,065,32) Ом. По довіднику [9] вибираємо VD1: КД109A, параметри якого: Uпр.ср.=1,0 В; Uзвр.max=100 В; Iпр.ср.max=0,3 А; Iзвр=0,1 мА; Rпр=1,333 Ом.
Розраховуємо струм дільника
IД = 5·IБ0 =5·0,020=0,100 А.
Розраховуємо опір резистора R2:
PR2= (EК UБЕ0) / (IД+IБ0)=(15-0,89)/(0,100+0,020)=117,6 Ом.
PR2=(Iд+IБ0)2 R2=(0,100+0,020)2·120=1,73 Вт.
Вибираємо R2=120 Ом. Тоді тип R2: МЛТ–2,5–120 Ом±5%.
Розраховуємо опір резистора R1:
R1 =UБЕ0/ (IД+IБ0)=0,89/(0,100+0,020)=7,42 Ом.
PR1=(Iд+IБ0)2 R1=(0,100+0,020)2·7,5=0,108 Вт.
Вибираємо R1=7,5 Ом. Тоді тип R1: МЛТ–0,125–7,5 Ом±5%.
Розраховуємо конденсатор С1 на fB (див. рис. 9):
Рисунок 9 – RC – коло
ХС(fВ)
<< R1||R2 
,
звідси
Вибираємо С1=15 мкФ. Тоді тип С1: К50-3-15 мкФ±20%-25В.
8 Визначення коефіцієнта трансформації вихідного трансформатора
Уніфіковані трансформатори (УПТ), що погоджують, призначені для узгодження опорів джерела вхідного сигналу і навантаження. Міжкаскадні УПТ типа ТМ/Т (мВт/Вт) застосовуються для узгодження однотактного і двотактного каскадів. Вони позначаються як ТМРтр–i / ТРтр–i,
де Ртр – номінальна потужність у ВА (0,002; 0,005; 0,01; 0,5; 0,7; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0; 25,0),
i – номер типономіналу 1, 2, …, m (14; 54; 69; 59; 69; 59; 45; 19; 30; 10 – m для відповідної номінальної потужності).
Вихідні УПТ типу ТОТ забезпечують задану РН і випускаються 6 серіями (всього 207 типономіналів). Вони позначаються ТОТi,
де i – номер типономіналу 1, 2, …, 189, 202, …, 219 і випускаються на типові потужності 0,025 – 25 Вт.
У таблицях [6, дод. А і б] наведені параметри цих трансформаторів.
Конкретний типономінал трансформатора вибирається за характеристиками:
потужності в навантаженні з урахуванням ηТР:
РТР ≥ РН/ηТР
коефіцієнту трансформації:
nТР=W2/W1 nТР ≥ nрозр.
Рекомендується під час вибору УПТ за коефіцієнтом трансформації nТР мати на увазі можливість послідовного з'єднання первинних та вторинних обмоток, що дозволяє розширити дискретний ряд їх значень.
|
|
Рисунок 10 – Принципова електрична схема вихідних УПТ типа ТОТ36 – ТОТ189 |
Рисунок 11 – Принципова електрична схема вихідних УПТ типа ТОТ202 – ТОТ219 |
Для трансформаторів ТОТ36 – ТОТ105 кількість витків рівне:
W1=W2; W1’=W1’’=W2’=W2’’=0,5·W1.
Для трансформаторів ТОТ105 – ТОТ189 кількість витків рівне:
W2=1,4·W1; W1’=W1’’=0,5·W1; W2’= W2’’=0,3·W1;
Для трансформаторів ТОТ202 – ТОТ219 кількість витків рівне:
W2=0,7·W1; W2’= 0,14·W1; W2’’=0,26·W1.
Розглянемо приклад вибору вихідного УПТ.
У таблиці [6 дод. Б] необхідно враховувати наступні дані:
вхідний опір трансформатора RВХ.ТР;
опір обмоток по постійному струму, Ом:
первинної – r1 х 2;
вторинної – r2 х 2;
максимальна напруга первинної обмотки, В U1 х 2;
число витків первинної обмотки W1 х 2;
коефіцієнт трансформації nТР.
З цих даних можна одержати опір напівобмоток: W1’>r1/2; W2’>r2/2.
По значеннях RВХ.ТР = r1+r2/n2ТР+RН/n2ТР і U1 можна знайти типову потужність трансформатора РТР:
.
Очевидно, що ми маємо різні варіанти застосування одного й того ж трансформатора (навіть за однаковими коефіцієнтами n, ми маємо різні величини опорів обмоток).
Відзначимо, що вибір типу міжкаскадного трансформатора простіший, оскільки в довідковій таблиці [6, дод. А] наводиться типова потужність УПТ (як і в самому позначенні трансформатора). При цьому також можливі варіації коефіцієнтів трансформації.
Знаходимо опір колекторного кола транзистора VT1 по змінному струму (нахил бажаної прямої навантаження – рис.5):
R~=UКЭm/IКm=10/1,3=7,69 Ом.
Коефіцієнт трансформації знаходимо по формулі:
.
Якщо активні опори первинної і вторинної обмоток Тр2 визначити за наступними співвідношеннями [14, 90]:
r1п=0,58ּ R~(1-ηТР)=0,58·7,69·(1-0,8)=0,892 Ом.
.
Максимальна напруга первинної обмотки дорівнює: U1=15х2 В.
Вхідний опір трансформатора:
Rвх.тр=r1+r2/n2тр+Rн/n2тр=0,892+0,420/0,8062+4/0,8062=7,70 Ом.
За одержаними даними вибираємо типовий вихідний трансформатор ТОТ157, що погоджує, параметри якого:
1) Вхідний опір: Rвх.тр = 38 Ом;
2) Опори обмоток по постійному току: r1п=1,2х2Ом. r2п=6,7Ом.
3) Максимальна напруга первинної обмотки: U1=19 х 2 В.
4) Кількість витків первинної обмотки W1=130 х 2;
Коефіцієнт трансформації: nтр=1,150.
Знаходимо типову потужність трансформатора:
