ргр / 00_ргр_узчхэ_велит_отчёт

Для дальнейших расчётов необходимы следующие характеристики:

Pmax1 11 W – максимальная рассеиваемая мощность при напряжении анода до 200 В;

Pmax2 7 W – максимальная рассеиваемая мощность при напряжении анода больше, чем 200 В;

Rc 0.5 MΩ – максимальное сопротивление утечки в цепи сетки;

Ua_max 350 V – максимальное напряжение на аноде.

Также ниже представлена выходная ВАХ лампы, которая необходима для расчёта режима работы лампы:

Рисунок 2.2.2 – Выходная ВАХ лампы

2.3.Схема выходного каскада

Вкачестве выходного каскада был выбран однотактный трансформаторный каскад со схемой автосмещения. Его схема представлена ниже.

Такая схема включения позволит избавится от одного источника напряжения в цепи сетки, однако снизит коэффициент усиления выходного каскада: он будет определяться как отношение эквивалентного сопротивления трансформатора к сопротивлению в цепи катода. Однако в столько же раз позволить снизить нелинейные искажения.

Рисунок 2.3.1 – Схема выходного усилительного каскада

2.4. Выбор режима работы выходного каскада

Выбор режима (рабочей точки) осуществляется с помощью графика выходной ВАХ (рисунок 2.2.2). По нему находится графическое решение уравнения, которое описывает режим токи и напряжения работы каскада. Иными словами, получаемое графическое решение позволяет найти значения части элементов в цепи лампы.

Для начала на ВАХ необходимо отметить точки, соответствующие кривой максимальной мощности (отмечена зелёным).

Далее необходимо отметить прямую максимального напряжения анода Ua_max=350 V (фиолетовая линия). После этого проводится прямая,

которая старается быть максимально пологой касательной к кривой максимальной мощности (жёлтая линия). Сама рабочая точка была выбрана как примерная середина диапазона анодного напряжения по семейству кривых напряжения сетки, которые пересекаются проведённой касательной: (340 V+40 V)÷2=190 V. Однако на графике ВАХ отсутствует такое значение напряжения анода, так что было выбрано напряжение рабочей точки Uwp 200 V.

Итоговая ВАХ со всеми построениями представлена на рисунке ниже.

Рисунок 2.4.1 – График ВАХ с дополнительными построениями для определения режима работы выходного каскада

И того, из рисунка выше следуют следующие характеристики:

I' 72 mA – ток, рассеиваемый на эквивалентном сопротивлении в цепи анода лампы;

Iwp 35 mA – ток рабочей точки;

Uoff -80 V – напряжение смещения на сетке;

Так как выходной каскад выполнен по трансформаторной схеме, напряжение питания выбирается как напряжение рабочей точки. А так как выходной каскад выполнен по схеме с автосмещением, к напряжению питания также добавляется модуль напряжения смещения. Итого, напряжение питания будет равно:

2.5. Расчёт выходного усилительного каскада по постоянному току

Расчёт каскада по постоянному току начинается с выбора номинала резистора утечки Ru, исходя из предельных характеристик лампы Rc=500 kΩ. В качестве номинала резистора утечки было выбрано

ближайшее рядное значение (ряд Е24), подходящее под условие выше:

Ru 470 kΩ.

Далее необходимо рассчитать номинал резистора в цепи катода Rk. На нём должно быть падение напряжения, равное модулю напряжения смещения. Ток в цепи катода равен таковому в рабочей точке. Тогда номинал сопротивления резистора в цепи катода будет равен:

Так как каскад выполнен по трансформаторной схеме, необходимо рассчитать параметры трансформатора: требуемое эквивалентное сопротивление Req, и его коэффициент трансформации Ktr.

Требуемое эквивалентное сопротивление трансформатора Req рассчитывается по следующей формуле:

Зная номиналы сопротивления в цепи катода и эквивалентное сопротивление трансформатора, можно рассчитать коэффициент усиления выходного каскада:

2.6. Расчёт выходного каскада по переменному току

Необходимо рассчитать величину ёмкости разделительно конденсатора Cp. Величина ёмкости этого конденсатора будет напрямую влиять на нижнюю частоту итоговой АЧХ выходного каскада. Необходимо, чтобы на нижней частоте полосы пропускания уровень АЧХ был не более чем на 3 дБ ниже, чем максимум АЧХ в полосе пропускания. Тогда величину ёмкости разделительного конденсатора Cp можно вычислить, исходя из следующего соотношения равенства реактивного сопротивления конденсатора и активного сопротивления в цепи сетки (сопротивления утечки):

Также необходимо рассчитать величину индуктивности первичной обмотки трансформатора. Расчёт осуществляется из соображения того, что на нижней граничной частоте АЧХ каскада ток в трансформаторе должен протекать только в эквивалентном сопротивлении трансформатора, то есть при повышении частоты реактивное сопротивление первичной обмотки трансформатора XL1 должно быть много больше эквивалентного сопротивления всего трансформатора. Для нижней граничной частоты достаточно выполнения условий из равенства, откуда и выражается величина индуктивности первичной обмотки трансформатора L1:

XL Req −> 2 π fl L1 Req −> L1 2Rπeq fl =22.105 H

2.7. Результаты расчётов выходного каскада в обоих режимах

Ru=470 kΩ – резистор в цепи сетки;

Rk=2.286 kΩ – резистор в цепи катода;

Req=2.778 kΩ – эквивалентное сопротивление трансформатора;

Cp=16.931 nF – ёмкость разделительного конденсатора;

L1=22.105 H – индуктивность первичной обмотки трансформатора;

Ktr=26.352 – коэффициент трансформации.