1.5. Визначення загального коефіцієнта підсилення пристрою по потужності Кр

Для визначення величини К_р використовується вираз

де Р_вих - коливальна потужність, яку забезпечує пристрій;

Р_дж - потужність джерела сигналу ;

U_вх - амплітуда вихідної напруги джерела сигналу;

R_вих -номінальний вихідний опір джерела сигналу;

а₁, а₂, а₃ - коефіцієнти.

Дані параметрів джерел сигналу можуть бути отримані з [1], [2].

При роботі від декількох джерел сигналу розрахунок коефіцієнта підсилення К_р слід вести по найменшому за потужністю джерелу.

При наявності в підсилювачі від'ємного зворотного зв'язку, регу­лятора форми АЧХ та інших факторів, котрі зменшують коефіцієнт підсилення, у виразі (1.2) використовують коефіцієнти а₁, а₂, а_3.

При введені від'ємного зворотного зв'язку з глибиною А = 1+К і при умові, що коло зворотного зв'язку не охоплює весь пристрій, коефіцієнт а₁= А².

Коефіцієнт а₂ враховує вплив регуляторів форми АЧХ (тембра):

-якщо регулятор тембра забезпечує лише "завал", то згасання сигналу N_рт не враховується (оскільки розрахунок структурної схеми ведеться на середніх частотах);

якщо регулятор тембра забезпечує як "завал", так і "підйом" частотної характеристики, то згасання сигналу можна розраховувати користуючись виразом

N_р.т(дБ) =N_+(дБ)+(2...3)_(дБ)

де N_+(дб) - необхідний "підйом" частотної характеристики у відповід­ності з технічним завданням.

Наявність згасання N_Р.Т потребує додаткового підсилення по потужності, тому загальний коефіцієнт підсилення повинен бути збільшений в N_Р.Т раз. При умові забезпечення "підйому" та "завалу" АЧХ регулятором тембра, величина а₂ = N_Р.Т

В підсилювачах відтворення магнітофона, окрім усіх переліче­них факторів, що впливають на коефіцієнт підсилення, слід враху­вати запас підсилення (а_з ≈ 20 дБ), необхідний для виконання коре­кції його частотної характеристики у відповідності з вимогами (див. рис. 5)

Корекція частотної характеристики повинна проводитись і в підсилювачах запису магнітофона.

1.6. Визначення кількості каскадів підсилення

Кількість каскадів підсилення визначається виходячи з загально­го коефіцієнта підсилення по потужності К_{Рзаг(дБ)}

К_{рзаг(дБ)} = К_{р1 (дБ)} + К_{р2 (дБ)} +...+ К_{рn (дБ)} + К_{р ККП(дБ)} (1.3)

де К_р1, К_р2, К_рn, К_{р ККП} - коефіцієнти підсилення по потужності від­повідно 1-, 2-, n-го каскадів попереднього підсилення та ККП.

Для резистивного каскаду підсилення:

- з спільним емітером

(1.4)

• з спільним колектором

(1,5)

• з спільною базою

(1.6)

де - мінімальний коефіцієнт передачі струму обраного тран­зистора з спільним емітером.

При застосуванні уніполярних транзисторів коефіцієнт підсилен­ня по потужності може бути розрахований за виразом ,

(1,7)

Для уніполярного транзистора з спільним витоком величина К_U

може бути розрахована за виразом

де - опір навантаження змінному струму, вибирається в залежнос­ті від вхідного опору наступного каскаду, при низькоомному вході настуаного каскаду (наприклад, схема з спільним емітером) не більше 200...500 Ом, при високоомному вході (наприклад, схема емітерного повторювача або інший каскад на уніполярному транзис­торі)- 2...5кОм;

S - середнє значення крутості уніполярного транзистора;

R_вх - вхідний опір каскада на уніполярному транзисторі, вибира­ється в межах 200. .500 кОм ;

R_вих - вихідний опір, приблизно .

Для каскаду на уніполярному транзисторі з спільним стоком (ви-токовий повторювач) К_u ≈ (0,6...0,8); R_вх ≈ 1...1,5 МОм; R_Вих ≈ 1/S

Визначений за виразом (1.3) загальний коефіцієнт підсилення по потужності не повинен перевищувати розрахункове значення К_р, за виразом (1.2), на 15. .20% .

Коефіцієнт підсилення потужності трансформаторного ККП виз­начається типом біполярного транзистора, схемою його ввімкнення, напругою живлення:

- з спільним емітером

- з спільною базою

- з спільним колектором

де U_КЕі U_КБ - сталі напруги відповідно на переходах колектор-емітер або колектор-база, В;

U_{вх.m. ккп} - амплітуда напруги вхідного сигналу ККП для визна­ченого значення амплітуди вхідного струму сигналу, (визначається по вхідній характеристиці транзистора).

Коефіцієнт підсилення по потужності фазоінверсного каскаду з розділеним навантаженням:

(1.8)

Якщо в ККП застосовані транзистори великої або середньої потужності, стає економічно та конструктивно недоцільним застосу­вання аналогічних транзисторів для каскадів попереднього підсилен­ня. Можливість застосування малопотужних транзисторів в передкінцевому однотактному каскаді необхідно перевірити за величиною його максимальної потужності втрат на колекторі:

Необхідно також здійснити перевірку обраних транзисторів за напругою, струмом та частотними властивостями, згідно з п. 1.4.

Особливу увагу необхідно звернути на вибір схеми першого кас­каду пристрою. При наявності високоомного джерела сигналу (R_дж ≥ 8..10 кОм), а також у випадках коли необхідно виключити вплив пристрою на джерело сигналу, в якості першого каскаду слід засто­совувати емітерний повторювач. Оскільки вхідний опір емітерного повторювача залежить від його навантаження за змінним струмом (R_{вх. е.п} ≈ h_21ER_H~), то при застосуванні наступного каскаду, з низьким опором, і при наявності високоомного джерела сигналу, з R_джер ≥ ЗО...50 кОм, бажано використовувати емітерний повторювач на складених транзисторах або каскад на уніполярному транзисторі, що виконаний за схемою з спільним витоком (при R_дж  1 МОм) або з спільним стоком (при R_дж > 1 МОм).