3.4. Расчет входного каскада.

Принципиальная схема входного каскада усилителя, включенного по схеме с общим коллектором, представлена на рис.2.2.

Исходные данные: диапазон частот , допустимые значения коэффициента частотных искажений, тип источника сигнала – микрофон конденсаторный, амплитудное значение входного напряженияU_вхm=0,5мВ, сопротивление источника сигнала R_и=2кОм, сопротивление нагрузки входного каскада .

1. Расчет данного каскада можно проводить аналогично расчету каскада с общим эмиттером, т.к. . В целях однородности выбираем для работы в схеме входного каскада транзистор с такими же параметрами, что и в схеме последующего (П29).

2. Определяем величину тока покоя в цепи коллектора по формуле:

.

3. Определяем сопротивление резистора R3 по формуле:

.

Выбираем сопротивление резистора 6,2 кОм.

Мощность, рассеиваемая на резисторе R3, равна:

.

4. Находим напряжение между коллектором и эмиттером тран­зистора в режиме покоя:

.

5. В семей­стве выходных статических характеристик выбранного транзистора (рис. 3.6.), вклю­ченного по схеме с общим эмиттером, отмечаем положение рабочей точки с координатами Uкэр и Iкр. Найденному положению рабочей точки соответ­ствует ток базы Iбр. Полученное значение тока базы позволяет определить положение ра­бочей точки P на входной характеристике транзистора, снятой при Uкэ0 (рис. 3.7.), напряжение покоя участка база-эмиттерUбэp и входное сопротивление по переменному току транзистора рассчитываемого каскада Rвх.

Для нахождения необходимо провести касательную к точке покоя P и найти отношение MK/KP:

.

Рис.3.6. Выходные характеристики транзистора П29

Рис.3.7. Входные характеристики транзистора П29

8. Определяем элементы делителя напряжения в цепи базы R1 и R2. Принимаем падение напряжения на сопротивлении R2 фильтра:

Выбираем ток в цепи делителя из условия:

.

Определяем значения сопротивлений резисторов R1 и R2 по формулам:

;

.

Выбираем сопротивление резисторов R1=30000 Ом, R2=5600 Ом.

Определяем рассеиваемую мощность на резисторах R1 и R2 по формулам:

;

.

9. Находим амплитудное значение тока на входе каскада:

.

10. Определяем коэффициент усиления каскада по напряжению на средних частотах по формуле:

где - входное сопротивление рассчитываемого каскада,- эквивалентное выходное сопротивление каскада, определяемое по формуле:

.

11. Находим минимальное значение коэффициента усиления каскада по мощности:

или дБ.

12. Емкость конденсаторов С1 и С2 находим по формуле:

.

Возьмем емкость, равную 4,3 мкФ.

.

Возьмем емкость, равную 3,6 мкФ.

Заключение.

В данной курсовой работе проведен анализ существующих схемотехнических решений построения усилителей звуковой частоты и расчет указанного в задании варианта построения усилителя. Расчет показал, что поскольку мощность, которую необходимо получить на нагрузке, невелика, то лучше всего использовать однотактный каскад с трансформаторной связью, это уве­личит усиление по напряжению и по току. Ис­пользуя данный каскад, можно добиться оптимального согласования с нагруз­кой.

Выходные каскады с трансформаторным выходом широко используются в современных транзисторных усилителях, и, несмотря на свои недостатки (большие габариты и массу, вносят нелинейные искажения в выходной сигнал), имеют преимущества перед бестрансформаторными каскадами – большая выходная мощность, а также большой коэффициент усиления по мощности. С помощью трансформатора осуществляется трансформация сопротивления нагрузки, достигается в необходимых случаях согласование по сигналу или по отношению сигнал/помеха.

Основные трудности, возникшие в процессе расчета, были связаны с выбором транзисторов и соответствующих им вольтамперных характеристик.

Из вышесказанного можно сделать вывод о целесообразности применения данного усилителя, вследствие его хорошей согласованности с нагрузкой, небольшого числа элементов и простотой изготовления.