Завдання 4

_{Розрахувати двотактний безтрансформаторний вихідний каскад, схему якого наведено на рис. 4. Вихідні дані для розрахунку наведені в таблиці 4. Для всіх варіантів прийняти Fв = 20000 Гц}

М_в = 1,2 дБ;

Т_{окр min} ... Т_{окр max} = 10 ...40˚С.

Рисунок 4 – Двотактний безтрансформаторний вихідний каскад

Методика розрахунку

4.1 Визначимо величину напруги джерела живлення:

Е_к= (8Р_вих∙R_н)_1/2+ 1. (4.1)

4.2 Знайдемо максимальне значення колекторного струму транзисторів VT3 і VT4:

I_{к_max_розр(VT3,4)} = Е_к/(2R_н). (4.2)

Таблиця 4

Варіант	Рвих, Вт	Rн, Ом	Fн, Гц	Мн
1	3,6	9	70	1,20
2	2,0	3	90	1,25
3	6,0	5	100	1,22
4	4,0	6	110	1,16
5	1,8	10	50	1,12
6	5,0	4	120	1,18
7	1,0	12	140	1,14
8	2,0	20	160	1,26
9	3,0	8	180	1,28
10	8,0	4	200	1,30
11	5,0	10	100	1,12
12	5,0	10	100	1,12
13	5,0	12	100	1,15
14	4,0	13	160	1,15
15	4,0	14	160	1,15
16	4,5	15	160	1,20
17	4,5	16	200	1,20
18	3,0	17	200	1,20
19	3,0	18	200	1,25
20	3,5	19	120	1,25
21	3,5	20	120	1,25
22	8,0	3	140	1,20
23	8,0	6	140	1,22
24	8,0	9	140	1,28
25	6,0	6	140	1,30

4.3 Вибираємо значення струму спокою транзисторів VT3 і VT4:

I_кс ≈ (0,01...0,02) I_{к_max_розр(VT3,4)}. (4.3)

При використанні потужних низькочастотних транзисторів I_кс має бути не менше 5мА.

4.4 Визначаємо максимальну потужність, що розсіюється колекторним переходом кожного з транзисторів VT3 і VT4:

Р_{к_max_розр(VT3,4)}= . (4.4)

_{4.5 Вибираємо тип транзисторів VT3 і VT4. Критерії вибору:}

U_{ке_max}> Е_к;

Р_{к_max}> Р_{к_max_розр(VT3,4);}

I_{к_max}> I_{к_max_розр(VT3,4)};

f_h21б2F_в.

Зворотний струм колектора I_кбо вибраного транзистора має бути мінімальний.

_{При виборі типу транзисторів VT3 і VT4 слід ураховувати зниження граничної потужності, що розсіюється транзистором при підвищенні температури довкілля.}

Гранична потужність, що розсіюється колекторним переходом транзистора, визначається

без тепловідводу:

Р_{к_max_розр(VT3,4)}= ; (4.5)

зтепловідводом:

Р_{к_max_розр(VT3,4)}= , (4.6)

де Т_{п_max}— максимальнатемпература переходу;

Т_ДОВ— температура довкілля;

R_{т. к-Д}—тепловий опір перехід-довкілля;

R_{т. п-к} —тепловий опір перехід- корпус.

При установці транзистора на ізолюючій прокладці слід ураховувати погіршення відведення тепла через радіатор. При цьому гранична потужність, що розсіюється колекторним переходом транзистора, зменшується.

_{4.6 Знаходимо максимальне значення колекторного струму транзисторів VT1 і VT2:}

I_{к_max_розр(VT1,2)}= , (4.7)

де I_{к_max_розр(VT3,4)}– максимальне значення колекторного струму транзисторів VT3іVT4;

h_{21Е_min(VT3,4)} — мінімальне значення коефіцієнта передачі струму транзисторів VT3 і VT4.

Опори резисторів R₂таR₃вибираютьсяу межах (100...1000 Ом).

4.7 Визначаємо потужність, що розсіюється кожним з транзисторів:

Р_{к_max_розр(VT1,2)} = . (4.8)

4.8 Виходячи з отриманого значення I_{к_max_розр(VT1,2),} вибираємо транзистори: VT1 типу p-n-p, а VT2 типу n-p-n. При цьому необхідно, аби виконувалися умови:

U_{кЕ_max}> Е_к;

Р_{к_max}> Р_{к_max_розр(VT1,2);}

I_{к_max}> I_{к_max_розр(VT1,2)};

f_h21б2F_в.

_{Зворотний струм колектора попередніх транзисторів Iкбо VT1 і VT2 має бути мінімальний.}

_{4.9 Знайдемо ємність розділового конденсатора Ср:}

С_р . (4.9)

_{4.10 Опір резистора R1 вибирають порядка 10 кОм.}

4.11 Визначимо частотні спотворення каскаду в області низьких і високих частот:

М_{н розр}= [ 1+ 1/(2∙ F_н∙R_н∙ С_р)₂]_½; (4.10)

М_{в розр(VT1,2)}= [ 1+(F_в/ f_h21Е(VT1,2))₂]_½ ; (4.11)

М_{в розр(VT3,4)}= [ 1+(F_в/ f_h21Е(VT3,4))₂]_½ ;

М_{в розр}= М _{в розр(VT1,2)}∙ М _{в розр(VT3,4).} (4.12)

Значення, отримані в (4.10) і (4.12), не повинні перевищувати заданих в умові значень М_в і М_н.