= www.kai5.ru =
КАИ
5-й факультет:
- Дипломы
- Курсовые проекты
- Курсовые работы
- Рефераты
- Тесты
- Справочная литература
Свои работы присылайте на e-mail: info@kai5.ru
Удачной сессии!
Принимаются заявки на размещение рекламы.
Пишите: admin@kai5.ru
icq # 330-803-890
= www.kai5.ru =
П
редварительный
расчет усилителя:
На Рис.1 представлено примерное распределение коэффициента усиления по напряже-
нию: Кобщ=К1·К2·К3·К4=15000
На Рис.1 Zн
является параллельно включенным Rн=6
кОм и Сн=10 нФ, и Zн
на верхней
частоте fв=27кГц
будет рассчитываться так:
Zн=
;
Zн=
=
4 кОм
Максимальная выходная мощность сигнала при Uвых=10 В и Zн=4 кОм равна:
Рвых=
=
Вт
Тат как усилитель является усилителем гармонического сигнала, следовательно, кас- кады работают в режиме "А", а КПД каскадов не превышает 25%, поэтому необходи-
мо обеспечить трехкратный запас по мощности:
Ррасс=3Pвых=75 мВт
Найдём входные и выходные напряжения на каждом из каскадов:
Из Рис.1 следует, что Uвых=U8=10В, К4=15
Так как К4=
, следовательно, U7=
=0.67B
Так как U7=U6=0.67B,
К3=10, то
=67мВ
Так как U5=U4=0.067B,
К2=10, то
=6.7мВ
Так как U3=U2=0.0067B,
К1=10, то
=0.67мВ
Распределим коэффициент частотных искажений по каскадам:
Мобщ=М1·М2·М3·М4≤5%
Пусть М1=0.5, М2=0.47, М3=0.47, М4=0.44
Расчет схемы усилителя на транзисторах:
Данный усилитель является усилителем звуковой частоты, следовательно, сигнал должен проходить через усилитель без искажений. Поэтому выбираем усилитель, работающий в режиме «А». В данном режиме рабочая точка находится на линейном участке ВАХ и КПД усилителя всего 25%, поэтому на каскадах необходимо обеспечить трехкратный запас по мощности. Расчет усилителя ведется с оконечного каскада.
Расчет
оконечного каскада:
Рис.1
На Рис.1 представлена схема оконечного каскада. Транзистор для оконечного каскада выбирается по мощности рассеивания и граничной частоте. Для оконечного каскада Ррасс=75мВт и fгр>81кГц.
Анализируя параметры каскада, и построив рабочую точку на ВАХ транзистора КТ368А. (Рис.5)
Получаем координаты рабочей точки: Uкэ=12В, Iк=3.2мА, Iб=50мкА, Uбэ=0.75В
ΔIб=83мкА-18мкА=65мкА ΔIк=6мА-0.8мА=5.2мА
ΔUбэ=0.785В-0.72В=0.065В ΔUкэ=20В
Оконечный каскад опишем Y-параметрами:
См
См
См
См
Определим
допустимое изменение Iк:
А
Определим Скэ:
,
где
Ск находим в справочных данных транзистора Ск=1.2пФ, тогда Скэ равно:
пФ
Определим
изменение обратного тока коллектора:
С,
находим по справочным
данным на транзистор
=2
мкА, тогда
равно:
мкА
Определим
коэффициент нестабильности Ns:
Определим
величину Rэ:
,
где
=
0.5 мкА, α=0.06 1/˚С,
Δt=40˚C,
тогда
мкА
Находим В (статический коэффициент усиления постоянного тока базы):
Находим ΔЕ (внутреннее изменение смещения на эмиттерном переходе):
,
где Δt=40˚C,
Uбэ=0.75В,
Е=1.1В, Т=293К, тогда
мВ
Находим ΔI (приращение коллекторного тока, вызванное температурным изменением):
мА
Учитывая, что крутизна S=Y21 и подставив все значения в формулу нахождения Rэ, получим:
Ом
Определим величину сопротивления делителя Rd:
,
где Rэ=1300
Ом, Ns=3,
Подставив значения Rэ, Ns, α0 в формулу нахождения Rd, получим:
Ом
Определение номиналов R1 и R2:
Rd есть параллельное включение сопротивлений R1 и R2, следовательно:
;
Ом
Из ряда номиналов выбираем R1=5.2 кОм, тогда R2 равно:
;
Ом
По ряду номиналов R2=20 кОм
Произведем
проверку:
Необходимо что бы
и
мА
и
Отсюда можно сделать вывод, что все параметры удовлетворяют условиям проверки.
Р
ассмотрим
эквивалентную схему оконечного каскада:
С0=Свых+См
Yi=Y22, Yн=1/Zн
Р
ассмотрим
область СЧ:
эквивалентная схема на СЧ: Оконечный каскад должен обеспечить К0=15, т.е.
,
где S=0.08,
Yn=0.25
мСм,
Yi=0.26
мСм, тогда
,
где
En=24B, Imax=6.4мВ
См,
Ом
Рассмотрим
область НЧ:
эквивалентная схема на НЧ:
На НЧ проявляется действие разделительной емкости, следовательно, необходимо определить, ее наминал:
,
где Yn=0.167
мСм, Yk=4.795
мСм, Yi=0.26
мСм, ωн=200π
, где М1н это
частотные искажения на НЧ вносимые Ср.
Пусть М1н=0.96, тогда Ан равно:
Подставим полученные значения в формулу нахождения Ср и получим:
нФ
Частотные искажения на НЧ вносятся не только Ср. но и Сэ, т.е. Мн=М1н·М2н
Из предварительного расчета следует, что Мн=1-0.44=0.56, тогда М2н, которое вносится емкостью в цепи эмиттера, будет равно:
Найдем емкость в цепи эмиттера:
,
где ωн=200π,
Rэ=1300Ом,
F=1+S·Rэ=105,
тогда
мкФ
Р ассмотрим область вч:
эквивалентная схема на ВЧ: В области ВЧ крутизна становится частотно зависимой:
,
где ωв=54000π,
τ=2.5нс, S=0.08
Определим τв:
,
при Ск=1.2пФ,
rб=60Ом,
S=0.08
Ф
Подставив, значения получим:
нс
Определим коэффициент усиления на верхней частоте:
,
при К0=20 получим:
Определив, коэффициент усиления на верхней частоте можно определить частотные искажения на ВЧ:
Расчет предоконечного каскада:
Рис.2
На Рис.2 представлена схема предоконечного каскада. Транзистор для предоконечного каскада выбирается по мощности рассеивания и граничной.
частоте. Для предоконечного каскада Ррасс=2мВт и fгр>81кГц.
Анализируя параметры каскада, и построив рабочую точку на ВАХ транзистора КТ202А, En=24B. (Рис.6)
Получаем координаты рабочей точки: Uкэ=4В, Iк=2.5мА, Iб=139мкА, Uбэ=1В
ΔIб=11.2мкА ΔIк=0.25мА
ΔUбэ=0.015В ΔUкэ=1.34В
Оконечный каскад опишем Y-параметрами:
См
См
См
См
Определим
допустимое изменение Iк:
А
Определим Скэ:
,
где
Ск находим в справочных данных транзистора Ск=25пФ, тогда Скэ равно:
нФ
Определим изменение обратного тока коллектора:
С,
находим по справочным данным на транзистор =5 мкА, тогда равно:
мкА
Определим
коэффициент нестабильности Ns:
Определим величину Rэ:
, где = 0.5 мкА, α=0.06 1/˚С, Δt=40˚C, тогда
мкА
Находим В (статический коэффициент усиления постоянного тока базы):
Находим ΔЕ (внутреннее изменение смещения на эмиттерном переходе):
, где Δt=40˚C, Uбэ=1В, Е=1.1В, Т=293К, тогда
мВ
Находим ΔI (приращение коллекторного тока, вызванное температурным изменением):
мА
Учитывая, что крутизна S=Y21 и подставив все значения в формулу нахождения Rэ, получим:
Ом
По ряду сопротивлений выберем Rэ=1800Ом.
Определим величину сопротивления делителя Rd:
, где Rэ=1800 Ом,
Ns=0.933,
Подставив значения Rэ, Ns, α0 в формулу нахождения Rd, получим:
Ом
Определение номиналов R1 и R2:
Rd есть параллельное включение сопротивлений R1 и R2, следовательно:
;
Ом
Тогда R2 равно:
;
Ом
Произведем проверку: Необходимо что бы и
мА
и
Отсюда можно сделать вывод, что все параметры удовлетворяют условиям проверки.
Рассмотрим эквивалентную схему предоконечного каскада:
С0=Свых+См+Свх
Yi=Y22, Yн=Yд+Yвх
Yвх это входная проводимость предыдущего каскада, а Yд это проводимость делителя предыдущего каскада.
Р
ассмотрим
область СЧ:
эквивалентная схема на СЧ: Оконечный каскад должен обеспечить К0=10,
, где S=0.017,
Yд=0.24мСм
Yi=0.18
мСм, Yвх=0.92мСм,
, где En=24B, Imax=3мА
мСм,
Rк=1/Yк=6.2кОм
тогда:
Р
ассмотрим
область НЧ:
эквивалентная схема на НЧ: На НЧ проявляется действие разделительной емкости, следовательно, необходимо определить, ее наминал:
,
где Yн=Yд+Yвх=1.16
мСм, Yk=0.16
мСм, Yi=0.18
мСм, ωн=200π
, где М1н это частотные искажения на НЧ вносимые Ср. Пусть М1н=0.96, тогда Ан равно:
Подставим полученные значения в формулу нахождения Ср и получим:
мкФ
Частотные искажения на НЧ вносятся не только Ср. но и Сэ, т.е. Мн=М1н·М2н
Из предварительного расчета следует, что Мн=1-0.47=0.53, тогда М2н, которое вносится емкостью в цепи эмиттера, будет равно:
Найдем емкость в цепи эмиттера:
, где ωн=200π, Rэ=1800Ом, F=1+S·Rэ=31, тогда
мкФ