Проверка расчёта по постоянному току с помощью компьютера каскадов на биполярных транзисторах v3, v4

Принципиальную схему каскадов на транзисторах V3 и V4 (рис.8) преобразуем в эквивалентную схему по постоянному току, заменяя, биполярные транзистор активными четырёхполюсниками типа ИТУТ (рис.9), где H₁₁ – входное сопротивление биполярного транзистора на постоянном токе.

Рисунок 9 – Определение входного сопротивления (а) и эквивалентная схема биполярного транзистора (б) по постоянному току

Составим эквивалентную схему усилителя на биполярных транзисторах (рис.10) и с помощью программы Fastmean произведем расчет. При расчете используются сопротивления резисторов, выбранные по номинальному ряду. Входные сопротивления транзисторов H_11,3 и H_11,4 не являются резисторами, они отражают эквиваленты входных сопротивлений переходов база-эмиттер транзисторов V3 и V4 по постоянному току. Их величины равны:

Значения этих эквивалентных входных сопротивлений по постоянному току в схеме остаются расчётными значениями.

Рисунок 10 – Эквивалентная схема усилительного каскада на V3, V4 по постоянному току

С помощью команды «Анализ по постоянному току» в эквивалентной схеме (рис.10) получаем токи в резисторах и напряжения в узлах (рис.11).

Рисунок 11 – Результаты анализа по постоянному току

Сопоставление результатов компьютерного анализа и предварительных расчётов приведено в табл.7.

Таблица 7 - Результаты компьютерного анализа и предварительных расчётов

Измеряемые параметры	V3				V4
Токи и напряжения	Iд3	Uб3	Uэ3	Iэ3		Uэ4	Uк4	Iк4
Единицы измерения	мА	В	В	мА		В	В	мА
Расчёт предварительный	0,065	2,4	1,7	0,51		1,0	6,0	1,5
Результат компьютерного анализа	0,066	2,6	1,8	0,55		1,1	5,8	1,6

Так как максимальный разброс для резисторов составляет 5…10 %, то расхождение результатов в пределах этого значения свидетельствует о правильности расчётов по постоянному току для всех элементов схемы. Полученные данные по предварительному расчёту и компьютерному анализу совпадают с точностью ≤ 10 %, следовательно, расчёт всех элементов схемы по постоянному току сделан правильно.

4. Расчёт по постоянному току в схеме каскада на оу

Этот расчёт сводится к определению номинальных значений резисторов R12 и R13. С одной стороны, они должны обеспечить «среднюю точку» напряжения питания Е₀/2 на ОУ и потому R12 = R13. С другой стороны, их параллельное соединение на переменном токе не должно сильно шунтировать нагрузку транзистора V4. Вследствие этого:

Так как резисторы R12 и R13 не являются элементами температурной стабилизации и ВЧ-коррекции, то для них следует принять класс точности равный 10%: R12_ном = 15 ± 10% кОм, R13_ном = 15 ± 10% кОм.

Предварительно выбираем R15 = [R12 || R13] как сопротивление параллельного соединения резисторов делителя напряжения R12, R13 относительно неинвертирующего входа ОУ:

Сопротивление резистора R15 подбирается с классом точности 5% как элемента цепи отрицательной обратной связи в каскаде на ОУ: R15_ном = 7,5 ± 5% кОм.