3.5.3 Расчет схемы электрической принципиальной промежуточного усилителя включенного по схеме с общим эмиттером.

Иногда, для формирования заданной мощности в нагрузке необходимо питать выходной усилитель высоким напряжением (более 27В). При этом оказывается затруднительно выбрать операционный усилитель для предварительного каскада. Для устранения этого недостатка схему можно дополнить промежуточным каскадом по схеме с общим эмиттером. Функциональная схема представлена на рисунке 3.10. Обычно, для построения усилителя по такой схеме выбирают режим работы активного элемента соответствующий классу “А”. Последовательность расчета:

1. Постоянный ток коллектора выбирают из условия

где I_кm – амплитуда выходного переменного тока (численно равна амплитуде входного тока двухтактного усилителя мощности I_вхУМm).

2. Коэффициент усиления каскада по напряжению каскада

где R_НΣ – параллельное соединение сопротивления коллектора транзистора r_к и входного сопротивления двухтактного усилителя мощности R_ВХ

3. В качестве генератора тока можно использовать резистор с сопротивлением:

4. Падение напряжения коллектор – эмиттер транзистора:

5. Мощность питания, подводимая к транзистору VT1,

.

6. Выбираем транзистор из следующих условий

7. Амплитуда базового тока

8. Постоянный ток базы

9. Строим линию нагрузки на статических вольт-амперных характеристиках транзистора согласно методике изложенной выше. Положение рабочей точки выбираем в середине линейного участка входной ВАХ. Определяем по ним U_бэm, U_бэА.

10. Усредненную входную проводимость g₁₁ с отрицательной обратной связью находим по входной характеристике.

.

где:

11. Выбираем ток делителя из условия I_д>(3…5)I_бА. Рассчитываем сопротивление делителя

где:

12. Входное сопротивление каскада находится по формуле:

где R_дел – параллельное соединение R_д1и R_д2.

13. Находим параметры входного сигнала по методике изложенной выше.

а б

Рисунок 3.9 – Распределение напряжений в усилителе мощности

а – верхнее плечо; б – нижнее плечо

Рисунок 3.10 – Функциональная схема предварительного каскада

Рисунок 3.11 – Распределение

напряжений базового делителя

3.6. Расчет схемы электрической принципиальной предварительного усилителя

Требования к увеличению надежности, улучшению характеристик, снижению стоимости и размеров способствовали к развитию интегральных микросхем, в т.ч. и операционных усилителей (ОУ). ОУ представляет собой усилитель постоянного тока с низкими значениями напряжения смещения нуля и входных токов и с высоким коэффициентом усиления. По размерам и стоимости они практически не отличаются от отдельного транзистора. В тоже время, преобразование сигнала схемой на ОУ, определяется свойствами цепей обратной связи (ОС) и отличаются высокой стабильностью и воспроизводимостью. Кроме того, благодаря практически идеальным характеристикам ОУ, реализация различных электронных схем на их основе оказывается значительно проще, чем на дискретных транзисторах.

Расчет предварительного усилителя на основе ОУ может быть проведен в следующем порядке.