2.3.4 Расчёт фильтра

Рабочая частота фильтра определяется по формуле:

.

В соответствии с техническим заданием, . Изменение рабочей частоты осуществляется подключением параллельно соединённого сопротивления. При подаче на управляющий вход сравнительно большого отрицательного напряжения, ток стока обоих транзисторов настолько мал, что сопротивление добавочной ветви очень большое и рабочая частота фильтра определяется только сопротивлениямии ёмкостями.

Полагая , получим:

;

.

Выберем в качестве VT1 иVT2 полевые транзисторы КП323А-2 [2]. Параметры этого транзистора приведены в таблице 5.

Таблица 5 – параметры полевого транзистора КП323А-2 .

	25
	20
	25
	5
	0,1
	400

Выходные характеристики транзистора приведены в приложении Г.

Рассмотрим работу транзистора VT1. Зададимся напряжением, равным 0,2 В. При подаче, равного нулю, ток стока, определяемый по ВАХ транзистора, составит 0,7 мА иОм. Выберем в качестверезистор МЛТ-0,25-2,7к5%. Тогда потенциал истока транзистораVT2 будет определяться выражением

и составит минус 2,1 В. При этом напряжение затвора-истока транзистора VT2 также составит минус 2,1 В и приравном 0,2 В, ток стокаокажется равным 0,14 мА. Сопротивление стока-истокапри этом окажется равным 1450 Ом. Так как, то сопротивление резисторабудет определяться выражением

и составит 1450 Ом. Близкое сопротивление имеет резистор МЛТ-0,125-1,5к5% [4].

Из соотношения

определим ёмкость , которая составляет 0,14мкФ.

Для определения тока, протекающего через конденсатор , рассчитаем сопротивление фильтра при работе на частоте 800 Гц:

.

При выходном напряжении в 10В, ток, протекающий через конденсатор равен 3,28 мА. Тогда входной ток усилителя тока равен 1,71 мА.

Сопротивления определяются по формуле

Ом,

что соответствует резистору МЛТ-0,25-1,5к5%.

2.3.5 Расчёт коэффициента нелинейных искажений

Основная доля нелинейных искажений приходится на двухтактный эмиттерный повторитель. Расчёт коэффициента нелинейных искажений повторителя c обратной связью определяется по формуле

.

Здесь

,

где равно 0,25 мВ. Напряжениепри этом определяется из формулы

.

Здесь - максимальное выходное напряжение усилителя тока,- коэффициент передачи по напряжению усилителя тока,- коэффициент усиления каскадов, охваченных обратной связью.

Таким образом, коэффициент нелинейных искажений определяется по формуле:

.

2.4 Расчёт коэффициента полезного действия генератора

Коэффициент полезного действия рассчитаем из соображения, что КПД – есть отношение мощности, выделяемой в нагрузку к полной мощности, потребляемой устройством. Зная значения токов потребления операционных усилителей и напряжения их источников питания, а также рассчитанные ранее параметры источников питания усилителя тока, выведем формулу КПД:

Низкий КПД является типичным для схем генераторов данного типа. Это происходит по причине присутствия каскада с коэффициентом передачи меньше единицы, а также стабилизирующих цепей, которые занижают коэффициент полезного действия усилителя генератора.

Заключение

Погрешность частоты колебаний рассчитанного генератора не превышает десятых долей процента, таким образом, отвечает требованиям технического задания. Регулировка напряжения осуществляется в пределах нормы в 15%.

Генератор можно проверить частотомером или осциллографом. Для улучшения достигнутых параметров, а именно повышения КПД и понижения коэффициента гармоник, предлагается замена каскада усилителя мощным операционным усилителем, позволяющий получить необходимое напряжение на нагрузке.