1.9. Расчет цепей питания
Питание всех каскадов усилителя чаще всего производится от одного источника. Для устранения условий самовозбуждения усилителя и уменьшения пульсаций напряжения, неизбежных в этом случае, отдельные каскады усилителя разделяются по цепям питания с помощью RC фильтров. При расчетах элементов фильтра обычно задаются падением напряжения на резисторе Rф на уровне ΔUф = 0,1Е. Затем вычисляют ток, протекающий через Rф. Для многокаскадного усилителя это ток, потребляемый предыдущим каскадом
, (104)
где Iк.ср - средний ток коллектора, протекающий через фильтр,
Iб.ср - средний ток базы того же транзистора,
Iд - ток делителя в цепи смещения этого же транзистора;
тогда
.
(105)
Емкость фильтрующего конденсатора Cф вычисляют по формуле
,
(106)
где КU - общий коэффициент усиления усилителя.
Полный ток, потребляемый усилителем от источника питания, равен
, (107)
где Iк.ср, Iб.ср - средние значения токов, потребляемых коллекторными и базовыми цепями в каждом каскаде;
Iд - ток делителя в базовых цепях каждого каскада.
Коэффициент полезного действия усилителя рассчитывается по формуле
.
(108)
Примечание: средние значения токов зависят от режима работы каскада (А или В). Так для режима А в качестве среднего тока следует принимать ток покоя.
2. Задание на выполнение курсовой работы
2.1. Задача. Рассчитать параметры усилителя, построенного по схеме рис. 23, на вход которого подается сигнал амплитудой Uc от источника с внутренним сопротивлением Rс. Усилитель должен обеспечить в нагрузке Rн требуемую амплитуду выходного напряжения Uвых.А с коэффициентом гармоник, не превышающим Кг.
Рис. 23.
Для снижения уровня нелинейных искажений усилитель охвачен цепью последовательной отрицательной обратной связи по напряжению (RосСос) глубиной F. Рабочий диапазон частот усилителя от fн до fв при допустимых частотных искажениях сигнала Мв, Мн. Обеспечить температурную стабилизацию рабочей точки каждого каскада с коэффициентом нестабильности S. Определить также к.п.д. усилителя и полный ток, потребляемый им от источника питания.
Исходные данные по вариантам представлены в таблице 2.1.1.
2.2. Варианты заданий
Таблица 2.1.1
№ вар. |
UC |
RC |
RH |
UвыхА |
КГ |
fH |
fB |
MB |
MH |
F |
S |
B |
кОм |
кОм |
В |
- |
Гц |
кГц |
- |
- |
- |
- |
|
1 |
0,1 |
1 |
1 |
2 |
3 |
20 |
200 |
1,05 |
1,1 |
1,1 |
4 |
2 |
0,2 |
2 |
5 |
1 |
3,5 |
30 |
250 |
1,2 |
1,1 |
1,2 |
4,5 |
3 |
0,3 |
8 |
2 |
4 |
4 |
25 |
300 |
1,08 |
1,15 |
1,3 |
4,2 |
4 |
0,4 |
3 |
2,5 |
3 |
4,5 |
35 |
350 |
1,09 |
1,25 |
1,4 |
5 |
5 |
0,5 |
4 |
3 |
6 |
5 |
40 |
400 |
1,2 |
1,5 |
1,5 |
5,5 |
6 |
0.6 |
1,5 |
3,5 |
5 |
6 |
45 |
450 |
1,07 |
1,19 |
1,6 |
5,7 |
7 |
0.7 |
0,5 |
4 |
10 |
6,5 |
50 |
500 |
1,08 |
1,3 |
1,7 |
5,3 |
8 |
0,8 |
3 |
4,5 |
11 |
7 |
55 |
550 |
1,15 |
1,4 |
1,8 |
6 |
9 |
0.9 |
2 |
5 |
12 |
7,5 |
60 |
600 |
1,25 |
1,5 |
1,9 |
6,2 |
10 |
1 |
5 |
5,5 |
13 |
8 |
65 |
650 |
1,15 |
1,5 |
1,1 |
6,4 |
11 |
0,1 |
2 |
6 |
2,5 |
8,5 |
70 |
700 |
1,2 |
1,3 |
1,2 |
6,8 |
12 |
0,15 |
4 |
6,5 |
3 |
9 |
75 |
750 |
1,05 |
1,15 |
1,3 |
6,6 |
13 |
0,2 |
3 |
7 |
3,5 |
9,5 |
80 |
800 |
1,35 |
1,55 |
1,4 |
7 |
14 |
0,25 |
1 |
7,5 |
4 |
4,2 |
85 |
850 |
1,1 |
1,15 |
1,5 |
7,1 |
15 |
0,3 |
1,5 |
8 |
4,5 |
4,6 |
90 |
900 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
7,2 |
16 |
0,35 |
1 |
8,5 |
5 |
4,8 |
95 |
950 |
1,05 |
1,35 |
1,7 |
7,3 |
17 |
0,4 |
2 |
9 |
5,5 |
5,3 |
100 |
1000 |
1,25 |
1,25 |
1,8 |
7,4 |
18 |
0,45 |
3 |
9,5 |
6 |
5,6 |
110 |
1050 |
1,2 |
1,45 |
1,9 |
7,5 |
19 |
0,5 |
4 |
1 |
6,5 |
7,2 |
120 |
1100 |
1,04 |
1,2 |
1,1 |
7,6 |
20 |
0,55 |
5 |
1,5 |
7 |
7,4 |
130 |
1200 |
1,08 |
1,19 |
1,2 |
7,7 |
21 |
0,6 |
6 |
2 |
7,5 |
7,6 |
140 |
1300 |
1,03 |
1,25 |
1,3 |
7,8 |
22 |
0,65 |
7 |
2,5 |
8 |
7,8 |
150 |
1400 |
1,07 |
1,3 |
1,4 |
7,9 |
23 |
0,7 |
1 |
3 |
8,5 |
8,3 |
160 |
1500 |
1,06 |
1,35 |
1,5 |
8 |
24 |
0,75 |
1,5 |
3,5 |
9 |
8,4 |
170 |
1600 |
1,15 |
1,45 |
1,6 |
8,1 |
25 |
0,8 |
3,5 |
4 |
9,5 |
8,6 |
180 |
1700 |
1,25 |
1,5 |
1,7 |
8,2 |
26 |
0.85 |
2,5 |
4,5 |
10 |
8,7 |
190 |
1800 |
1,1 |
1,38 |
1,8 |
8,3 |
27 |
0,9 |
2 |
5 |
10,5 |
8,8 |
200 |
1900 |
1,14 |
1,39 |
1,9 |
8,4 |
28 |
0,95 |
3 |
5,5 |
11 |
8,9 |
210 |
2000 |
1,15 |
1,4 |
1,1 |
8,5 |
29 |
1 |
5,5 |
6 |
11,5 |
6,2 |
220 |
2100 |
1,16 |
1,43 |
1,2 |
8,6 |
30 |
0,15 |
5 |
6,5 |
3 |
6,3 |
230 |
2200 |
1,17 |
1,45 |
1,3 |
8,7 |
31 |
0,25 |
4 |
7 |
5 |
6,4 |
240 |
2300 |
1,18 |
1,48 |
1,4 |
8,8 |
32 |
0,35 |
4,5 |
7,5 |
7 |
6,5 |
250 |
2400 |
1,19 |
1,5 |
1,5 |
8,9 |
33 |
0,45 |
3,5 |
8 |
10 |
6,6 |
260 |
2500 |
1,2 |
1,52 |
1,6 |
9 |
34 |
0,55 |
4,5 |
8,5 |
12 |
6,6 |
270 |
2600 |
1,21 |
1,53 |
1,7 |
9,1 |
35 |
0,65 |
5 |
9 |
14 |
6,7 |
280 |
2700 |
1,22 |
1,54 |
1,8 |
9,2 |
36 |
0,75 |
5,5 |
9,5 |
15 |
6,8 |
290 |
2800 |
1,23 |
1,36 |
1,9 |
9,3 |
37 |
0,85 |
1 |
10 |
17 |
6,9 |
300 |
2900 |
1,24 |
1,37 |
1,1 |
9.4 |
38 |
0,95 |
1,5 |
10,5 |
19 |
7,3 |
310 |
3000 |
1,25 |
1,42 |
1,2 |
9,5 |
39 |
1 |
2 |
11 |
20 |
7,7 |
320 |
1500 |
1,26 |
1,44 |
1,3 |
9,6 |
40 |
0,1 |
2,5 |
11,5 |
3 |
5,4 |
330 |
2000 |
1,27 |
1,47 |
1,4 |
9,7 |