2.3.2 Расчёт усилителя тока

Определим максимальный ток, протекающий в нагрузке, по формуле

.

Он оказывается равен 4,243 А. Тогда максимальное напряжение на нагрузке .

Транзисторы VT4 и VT5 представляют собой комплиментарную пару, пропуская входной ток в нагрузку поочерёдно. Их основные параметры, за исключением типа проводимости, практически идентичны. Таким образом, для расчёта усилителя достаточно рассчитать только одно из его плеч.

Ток эмиттера транзистора VT4 равен сумме токов, протекающих в нагрузке и через сопротивление . Как было показано в пункте 2.3.1, ток, протекающий через, равен 12 мА. Таким образом,

.

Выберем в качестве транзисторов VT4 и VT5 пару КТ818Б и КТ819Б. Их параметры приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Параметры транзисторов КТ818Б и КТ819Б.

	КТ818Б	КТ819Б
	20	20
	10	10
	3	3
	50	50
	2	2
	3	3
	60	60
структура	p-n-p	n-p-n

Ток базы транзистора VT4 равен:

.

Токи коллектора и базы не превышают максимально допустимые значения. Выбирая напряжение источников питания , учтём падение напряжения на транзисторе. При этомопределим из вольтамперной характеристики транзисторов (приложение В).

.

Произведём расчёт цепи делителя напряжения . Зададимся начальным током коллектора. Пусть он будет равен 2А. Тогда

.

По вольтамперной характеристике транзистора определим напряжение , которое составляет 0,7 В. Это напряжение должно падать на сопротивлении. Зададимся током делителя, равным 1,5 мА. Тогда сопротивлениеможно определить по формуле:

.

Таким сопротивлением обладает резистор МЛТ-0,25-0,43к5%, подключённый последовательно резистору МЛТ-0,25-365% [5].

Падение напряжения на резисторах должно быть равным напряжению источника питания. Таким образом, сопротивление резистораопределяется формулой

и составляет 5533 Ом. Такое сопротивление можно получить, соединив последовательно резисторы МЛТ-0,25-5,1к5% и МЛТ-0,25-0,43к5% [4].

При выборе конденсатора , будем руководствоваться тем, что его сопротивление переменному току должно быть как можно меньше. Так как омическое сопротивление конденсатора находится в обратной зависимости от его ёмкости, выберем конденсатор типа К50-20-20005% [5].

Рассмотренный усилитель тока обладает коэффициентом усиления по напряжению, приблизительно равным 0,9. Тогда для достижения заданного напряжения на нагрузке, входное напряжение каскада должно составлять 10В, что соизмеримо с выходным напряжением операционного усилителя DA2.

2.3.3 Расчёт хронирующего устройства

Выбор в качестве хронирующего устройства мультивибратора был обоснован в п.2.2.2. В соответствии с техническим заданием, конечное устройство должно генерировать синусоидальный сигнал, частота которого меняется каждую секунду. Это указывает на то, что длительность импульса, вырабатываемого мультивибратором, должна быть равна длительности паузы и составлять 1 секунду. В случае симметричного мультивибратора, рассмотренного в пункте 2.2.2, длительность импульса и длительность паузы определяются формулой

,

где . Выберем в качествеконденсатор К50-20-2005% [5], а в качестве- резистор МЛТ-0,25-4,7к5%. Тогда

;

;

;

.

Пусть - резистор МЛТ-0,25-2,4 кОм5%. Тогда=2530 Ом, что соответствует последовательному соединению резисторов МЛТ-0,25-2,4 к5% и МЛТ-0,25-1305%.

Как отмечалось в пункте 2.2.4., амплитуда выходного напряжения мультивибратора должна быть достаточна для того, чтобы ток стока транзисторов VT1 иVT2 был близок к нулю и для должна составлять не менее 7 В. Исходя из этих соображений, выберем в качествеDA1 операционный усилитель ОУ 140УД6, параметры которого приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Параметры ОУ 140УД6

	70000
, МГц	1
, Ом	2
, Ом	200
, В/мкс	2,5
, В	12
, мА	6
, В	15
, мА	2,8

Скоростные характеристики операционного усилителя приемлемы для низких частот. Выходной ток мультивибратора будет составлять наноамперы, что не превышает предельно допустимые значения токов затвора транзисторов VT1,VT2. В качествеVD1 выберем диод КД503Б.