3. Ескізний розрахунок структурної схеми

Рисунок 3.1. Загальна структурна схема ПНЧ

_{3.1 Розраховуємо напругу живлення:}

Ez=(1.1…1.2)2Un

Ez=(26.4…28.8) В

З стандартного ряду вибираємо Еж=27 В.

3.2 Розраховуємо необхідний коефіцієнт підсилення підсилювача:

Ku=

Ku==2666,66

3.3 Вибираємо необхідну кількість каскадів, щоб забезпечити необхідний коефіцієнт підсилення:

N=, де Ku1=50

N=

Отже вибираємо N=3 каскади проміжного підсилення.

Намалюємо структурну схему підсилювача, яка складається з 3-ох проміжних каскадів, що забезпечує дане підсилення:

Рисунок 3.2. Структурна схема підсилювача

3.4 Розраховуємо напругу живлення для схеми підсилювача низької частоти:

З стандартного ряду вибираємо джерело живлення, що входить в дані межі Е_ж=27В

Напруга живлення 3-го підсилювального каскаду:

→24 В.

Напруга живлення 2-го підсилювального каскаду:

→18 В.

Напруга живлення 1-го підсилювального каскаду:

→15 В.

Розраховуємо напругу живлення вхідного каскаду:

→24 В.

3.5 Розбиваємо частотні спотворення в ділянці НЧ між каскадами:

Каскади	Частотні спотворення в ділянці НЧ, дБ	Частотні спотворення в ділянці НЧ, раз
Мн1	0,4	1.05
Мн2	0,5	1.08
Мн3	0,5	1.08
Мн4	0,5	1.06
Мн5	1,1	1.15
М∑	3	1.41

2.Розрахунок підсилювача нч на дискретних елементах

2.1 Розрахунок вихідного еп

Рис. 2.1.1 Схема двотактного

емітерного повторювача

Вихідні дані:

U_н= 12 B

R_н= 65Oм

C_н= 50×10^-12 Ф

E_ж=+27 B

F_н=20 Гц

F_в=130×10³ Гц

Для вихідного каскаду використовуємо транзистори типу 2SC3298B і 2SA1306B з наступними параметрами: U_КД = 200 В; І_КД= 1.5А; Р_КД = 20 Вт; h_21E = 130; C_K = 25 пФ;  = 250 пс; F_ГР = 100 МГц.

Принципова схема вхідного емітерного повторювача наведена на рис. 2.1.1.

2.1.1 Розраховуємо амплітуду струму, яку повинен забезпечити каскад в навантаженні:

_{Iн=12В/65Ом=185мА}

2.1.2 Вибираємо струм спокою транзисторів І_К0 з умови:

.

=(9.23 …28)мА

Вибираємо I_К0 = 18 мА.

2.1.3 Розраховуємо максимальне значення струму бази транзисторів вихідного емітерного повторювача:

.

=(20мА +185мА)/60=1,56 мА

2.1.4 Вибираємо струм дільника базового зміщення:

.

=(3,12…4,68)мА

Вибираємо = 3,89 мА.

2.1.5 Розраховуємо номінальні значення опорів дільника базового зміщення:

.

R17 = R20 = (27 - 0.7) / 0.0038 = 3,285 кОм

Вибираємо R17= R20=3,3кОм

R18= R19=0.7 / 0.0038 = 179,651 Ом

Вибираємо R18 = R19=180 Ом

2.1.6 Визначаємо вхідний опір транзистора вихідного емітерного повторювача :

= 250/ 25= 10 Ом

= 26/

= 26/ 18= 1,44 Ом

,

= 10 + (1,44+65)(1 + 130) = 8,714 кОм

2.1.7 Розраховуємо вхідний опір каскаду.

.

= 87143465= 1,448 кОм

2.1.8 Розраховуємо верхню граничну частоту вихідного емітерного повторювача:

,

= 10034653465 = 94,54 Ом

.

= 2∙25пФ = 50 пФ

,

F_вк=1/(2π∙1448∙50∙10^-12)= 33,66 МГц

2.1.9 Розраховуємо частотні спотворення каскаду на верхній граничній частоті:

.

2.1.10 Розраховуємо коефіцієнт підсилення каскаду за напругою:

.

= 130/(1+130) = 0,992

Але реальний коефіцієнт підсилення на цьому каскаді: 0.935 тому далі будемо використовувати саме це число.

2.1.11 Визначаємо необхідну амплітуду вхідного сигналу:

= 12/0,935 = 12,834 В

2.1.12 Розраховуємо вихідний опір каскаду:

.

= 1,44+(1,44+94,54)/131 = 2,177 Ом

2.1.13 Розраховуємо потужність, яка розсіюється на колекторі одного транзистора в режимі максимального сигналу:

= 27*0.018 + 0.318*0.185*27 – 0.25 * *65 = 1,55 Вт

Умова Р_К < Р_КД справджується:

=1,57 Вт, = 12,5Вт

2.1.14 Розраховуємо потужність, яка споживається від одного джерела живлення:

Вт