Энергетический расчет режима выходного каскада и выбор транзисторов.

Необходимая амплитуда синусоидального напряжения на выходе УМ:

U_mn = √ 2P_н R_н =√ 2∙10∙8 =12.7 В

амплитуда тока: I_mn = U_mn / R_н = √ 2P_н / R_н = √20 /8 =1.6 А

Напряжение питания U_прекомендуется принимать равным U_п = U_п1 = |U_п2|:

U_п= U_mn + U_{кэ min}= U_mn + (2÷5) В=12.7+2.3=15 В

Ток, потребляемый в режиме максимальной отдаваемой мощности:

I_п = I_mn/π=I_mn/3.14=1.6/3.14=0.51 А

Мощность, рассеиваемая на каждом транзисторе при максимальной отдаваемой мощности

Выбор транзисторов выходного каскада VT5,VT6 производится с учетом следующих

условий:

U_{кэ min} > 1.2 (U_п1 + |U_п2|) = 36 В,

I_{к max} > I_mn ( при U_кэ = U_{кэ min}) = 1.6 А,

P_{к max} > P_p ( при T_{c max}) =2.64 Вт.

Для VT5 – это КТ801А ( h_{21э min}=13, h_{21э max}=50, T_{п max}=150⁰C, R_пк=20⁰C/Вт ),

для VT6 – это КТ802А ( h_{21э min}=13, h_{21э max}=50, T_{п max}=150⁰C, R_пк=20⁰C/Вт ),

где h_{21э min} , h_{21э max}— коэффициенты усиления тока в схеме с общим эмиттером,

T_{п max} -– максимальная температура перехода,

R_пк --- тепловое сопротивление переход-корпус.

Эффективность работы транзисторного каскада на верхних частотах заданного диапазона может быть обеспечена при выполнении условия:

770 кГц= 10 MГц/13= F_T/ h_{21э min} > F_в =16 кГц,

где F_T --- частота, на которой |h_{21э min}| = 1,

F_в --- заданная верхняя граничная частота усилителя.

Оценим начальный ток выходных транзисторов. При слишком малых токах растут искажения сигнала типа “ступенька”. Коэффициент усиления напряжения выходного каскада зависит от тока эмиттера транзисторов VT5 иVT6, так какI_эопределяет дифференциальное сопротивление эмиттераr_э=mφ_T/I_э :

Следовательно, в режиме малых токов ( что соответствует малым сигналам) усиление падает:

а при больших сигналах ( и токе I_э) растет.

Обычно не допускается снижение K_5,6min ниже единицы, т.е. относительное изменение δК=∆К/К достигнет в таком каскаде 10 – 30. Местная обратная связь (R₇,R₈) уменьшает это изменение в десятки раз, общая обратная связь (R₁,R₂) доводит до долей процента. Примем (приK_5,6min=1 следуетr_эmax=R_н), что ограничение минимального тока покояI_эmin(мА) равно:

где r_эmaхиR_нвыражены в Омах.

С учетом температурной нестабильности: I_эmin = (2÷3)∙3.75 =8 мА

Сопротивления обратной связи по току принимаем равным:

R₁₁= R₁₂=(0.03÷0.1) R_н=(0.24÷0.8) Ом=0.6 Ом

Часто эти резисторы используются как датчики напряжения для схемы защиты при перегрузке по току выходного каскада УМ. При этом их величина должна удовлетворять условию:

где U_бэпор– пороговое напряжение база – эмиттер транзистора схемы защиты;

К_п– коэффициент перегрузки по току, вызывающий срабатывание схемы защиты

(1,2-1,5).