- •Введение
- •Обоснование и расчет структурной схемы радиоприемника
- •Выбор и обоснование структурной схемы радиоприемника
- •Разделение диапазона частот радиоприемника на поддиапазоны
- •Выбор количества преобразований и номиналов промежуточных частот
- •Расчет структурной схемы преселектора
- •Расчёт структурной схемы тракта усилителя промежуточной частоты
- •Выбор типа и числа каскадов, охваченных автоматической регулировкой усиления
- •Расчет структурной схемы усилителя звуковой частоты
- •Выбор структурной схемы системы автоматической подстройки частоты и определение её параметров.
- •Пример предварительного расчета радиоприемника
- •Деление диапазона частот на поддиапазоны.
- •Выбор количества преобразований и номиналов промежуточных частот
- •Расчет структурной схемы преселектора.
- •Расчет структурной схемы тракта упч
- •Расчет структурной схемы усилителя звуковой частоты
- •Выбор структурной схемы системы автоматической подстройки частоты и определение ее параметров.
- •Составление структурной схемы
- •Paсчет отдельных каскадов радиоприемника
- •Расчёт входных устройств
- •Выбор схемы входного устройства
- •Определение числа контуров ву
- •Обоснование вида связи с усилителем радиочастоты
- •Расчет входного устройства с емкостной связью с антенной
- •2.1.3 Пример расчета входного устройства
- •2.2 Расчет усилителя радиочастоты на транзисторе
- •2.2.1 Порядок расчета урч с трансформаторной связью с нагрузкой
- •2.2.2 Пример расчета усилителя радиочастоты
- •2.3. Расчет каскадов усилителей промежуточной частоты
- •2.3.1. Расчет упч с двухконтурным полосовым фильтром
- •2.3.2. Расчет упч с фильтром сосредоточенной избирательности
- •2.4. Расчет усилителя звуковой частоты (узч)
- •2.4.1. Расчет бестрансформаторного оконечного каскада узч
- •2.4.2. Расчёт усилителя напряжения звуковой частоты с резистивной нагрузкой
- •2.4.3. Расчёт усилителя звуковой частоты с трансформаторной нагрузкой
- •Оглавление
- •Глава 1. Обоснование и расчет структурной схемы
- •Глава 2. Расчет отдельных каскадов радиоприемника……………….……42
2.4. Расчет усилителя звуковой частоты (узч)
2.4.1. Расчет бестрансформаторного оконечного каскада узч
В оконечном каскаде стремятся получить максимальную мощность сигнала в нагрузке. Известно, что условием получения максимальной мощности в нагрузке является согласование выходного сопротивления усилительного элемента с нагрузкой, что осуществляется с помощью низкочастотных трансформаторов. Оконечные каскады трансформаторного типа применяются в технике и методика расчета таких усилителей подробно рассмотрена в литературе [3], [5], [8].
В настоящее время в бытовой технике все чаще находят применение бестрансформаторные выходные каскады. Эти схемы обладают простой конструкцией, отсутствием громоздкого и сравнительно дорогостоящего трансформатора и более лучшими частотами, фазовыми и нелинейными характеристиками.
Расчет бестрансформаторного оконечного каскада УЗЧ ведется для схемы, выполненной на комплементарной паре (рис. 2.11).
Транзисторы работают в режиме, близком к режиму В.
Рис. 2.11
Исходные данные: выходная мощность Pвых = 0,4 Вт; сопротивление нагрузки (головные телефоны ТА-56М)RН = 100 Ом; полоса усиливаемых частотFН = 0,3 кГц,FВ = 3,4 кГц; допустимые частотные искажения МН = МВ = 1,18.
Требуется определить: тип транзистора, данные режима по постоянному току; токи, напряжения и мощность выходной цепи; фактически полученную мощность в нагрузке и мощность, рассеиваемую на коллекторе, номиналы и тип элементов принципиальной схемы.
Расчет производим следующим образом:
Определяем требуемую амплитуду переменного напряжения на входе каждого плеча схемы:
.
Учитывая, что транзисторы VT2 иVT3 включены последовательно по постоянному току, суммарное напряжение источника
Е = 2ЕК1.
Определяем напряжения источника питания для каждого плеча схемы:
,
где UКЭ ост= 1 В – напряжение в режиме насыщения (выбираем).
Суммарное напряжение источника:
.
Определяем необходимую амплитуду тока коллектора для каждого плеча:
.
Определяем среднее значение тока, потребляемое от источника в режиме В:
.
Определяем мощность, потребляемую от источника питания каждым из транзисторов VT2 иVT3:
.
Определяем мощность, рассеиваемую на коллекторе транзисторов VT2 иVT3:
;
где .
Определяем требуемую предельную частоту транзистора:
.
8. Выбираем комплементарную пару транзисторов ГТ402Д (типа
р-n-р ) и ГТ404А (типа n-p-n ), у которых
Пользуясь справочником по транзисторам, выписываем основные параметры транзисторов:
9. для уменьшения нелинейных искажений выбираем ток покоя:
10. На семействе статических выходных характеристик строим нагрузочную прямую. В данном случае
На оси напряжений откладываем точку, в которой и находим точку покоя, соответствующую и Точку . На оси токов откладываем точку, в которой ток
Через точку покоя и точку на оси токов, соответствующую току ,проводим нагрузочную прямую (рис. 2.I2).
Рис. 2.12
11. Остаточное напряжение Uкэ остопределяем по графику (рис. 2.12). Для этого на оси токов отмечаем точку Iкm, и проводим прямую, параллельную оси напряжениий, до пересечения с нагрузочной прямой. Из точки пересечения проводим перпендикуляр на ось напряжения. В точке пересечения этого перпендикуляра с осью напряжения Uкэ– Uкэ ост = 0,6 В. Находим ток базы, соответствующий току Iкm :.
12. Находим ток базы в точке покоя, соответствующий току IК0по характеристике IБ0=0,1 мА.
13. На входной характеристике (рис. 2.13) отмечаем токи IБ0и IБ max; проекции этих точек на ось напряжений соответствует напряжениям UБЭ0= 0,13В; UБЭ max= 0,21В.
14. Определяем амплитуду тока базы:
.
Рис. 2.13
15. Определяем амплитуду напряжения:
.
16. Определяем входную мощность каждого плеча:
.
17. Определяем амплитуду входного напряжения, учитывая, что транзисторы Выходного каскада собраны по схеме с ОК:
.
18. Определяем мощность в нагрузке:
Где
Как видно из результатов расчета PВЫХ > PВЫХ ЗАЛ.
19. Определяем емкость разделительного конденсатора в цепи нагрузки:
.
Выбираем электролитический конденсатор типа К50-10 емкостью 10мкФ на номинальное напряжение 50В.
Расчет предварительного каскада.
Предварительный каскад резисторного типа с сопротивлением нагрузки R4 показан на рис. 2.11.
1Исходные данные берем из ранее произведенного расчёта оконечного каскада.
Требуется определить: тип транзистора, положение точки покоя статических характеристиках и данные режима по постоянному току, элементы принципиальной схемы каскада, коэффициенты усилении по току и по напряжению.
1. Определяем напряжение источника питания транзистора V T1 (рис. 2.11), учитывая, что сопротивление нагрузки каскада R4 подключено к точке А, где за счёт перезарядки емкости C3:
.
2. Определяём общий ток на входе оконечного каскада:
.
Где IБ m = 1,8мА амплитуда тока базы каждого плеча оконечного каскада.
З. Определяем коллекторный ток в точке покоя, учитывая, что каскад работает в режиме А [9]:
.
4. Выбираем тип транзистора таким образом, чтобы допустимое напряжение между коллектором и эмиттером было больше напряжения источника питания:
UКЭ ДОП > EОСТ = 30В.
Граничная частота транзистора при включении по схеме с общим эмиттером должна быть больше верхней частоты диапазона:
.
Выбираем транзистор КТ312Б, который удовлетворяет заданным требованиям и имеет следующие параметры: fh21Э= 500 кГц;h21Эmin= 25;h21Эmax= 100;UКЭ доп = 35 В;IKmax= 30 мА;h22Э= 3 мкСм;h11Э= 1820 Ом.
Находим напряжение в точке покоя [9]:
.
Определяем положение точки покоя К на статических характеристиках транзисторов КТ312Б, строим динамическую прямую и находим ток базы в точке покоя IБ0 = 0,2 мА (рис. 2.14).
Рис 2.14
7. По входной характеристике для тока IБ0 находим входное напряжение в точке покоя UБЭ0 = 0,4В (рис. 2.15).
8. Задаемся падением напряжения на резисторе R3 в цепи температурной стабилизации [9]:
.
9. Определяем ток в эмиттерной цепи;
.
10. Определяем сопротивление отрицательной обратной связи в эмиттерной цепи:
.
Мощность выделяемая на этом резисторе, будет
.
Выбираем стандартный резистор типа МЛТ-0,125, R3 = 820 Ом.
11. Определяем емкость C2, шунтирующую сопротивление R3 [9].
.
Выбираем электролитический конденсатор типа К50-6 емкостью 15 мкФ на напряжение 10В.
12. Определяем ток в цепи делителя смещения [9]:
.
13. Определяем сопротивления резисторов делителя:
;
.
Выбираем стандартные сопротивления R1 = 2 кОм и R2 = З,З кОм типа МЛТ-О,12.
14. Определяем сопротивление резистора в цепи коллектора:
.
Мощность, выделяемая на резисторе R4, будет
.
Выбираем стандартный резистор типа МЛТ-0,125 сопротивлением R4 =1,2 кОм.
15. Вычисляем входное сопротивление оконечного каскада
.
16. Определяем коэффициент усиления каскада по току:
.
17. Рассчитываем эквивалентное сопротивление нагрузки цепи коллектора:
.
18. Определяем коэффициент усиления каскада по напряжению:
.