6. Розрахунок коефіцієнта нелінійних спотворень.
Коефіцієнт гармонік з урахуванням четвертої гармоніки знайдемо, скориставшись методом п'яти ординат. Для цього застосуємо вхідну ВАХ транзистора i вихідну навантажувальну характеристику. Знайдемо п'ять значень струму колектора ік1, ік2, ік3, ік4, ік5 (цифрова індексація цих струмів відповідає позначенню точок навантажувальної характеристики на рис. 4, які відповідають значенням ік1=Ікмакс, ік3=Ікп, ік5=Ікмін. Значення ік2, ік4 знаходяться таким чином:
-
по вхідній ВАХ знаходимо середні між
значеннями іб1=Ібмакс,
іб3=Ібп
(
=іб2)
і Ібп,
іб5=Ібмін
(
=іб4)
струми бази, які відповідають точкам 2
і 4 вхідної ВАХ (рис. 4)
=іб2=(іб1+іб3)/2,
=іб4=(іб3+іб5)/2.
-в сім’ї вихідних ВАХ наносяться гілки, які відповідають отриманим значенням іб2, іб4 і на перетині цих гілок з навантажувальною прямою отримуємо значення струмів ік2, ік4.
Далі розраховуємо амплітуди перших чотирьох гармонік струму колектора:
Iкm1=(iк1+iк2-iк4-iк5)/3;
Iкm2=(iк1-2iк3+iк5)/4;
Iкm3=(iк1-2(iк2-iк4)-iк5)/6;
Iкm4=(iк1-4(iк2+iк4)+6iк3+iк5)/12;
Відповідно
коефіцієнт гармонік Кг=
.
7. Розподіл заданих частотних спотворень.
Задані на увесь підсилювач частотні спотворення розподіляємо окремо на нижніх i верхніх робочих частотах по колам, які вносять ці спотворення.
Розрахунок зробимо у вигляді таблиці:
|
№ п/п |
Елементи підсилювача |
Мн |
|
1. |
Ср1 |
.... |
|
2. |
Ср2 |
.... |
|
3. |
Се |
.... |
|
4. |
Сф |
.... |
|
5. |
Сн. |
1 |
|
6. |
Всього |
1.41 |
При розподілі частотних спотворень по реактивним елементам підсилювача потрібно враховувати співвідношення:Мн=МнСр1·МнСр2·МнСе·МнСф·МнСн.
8. Електричний розрахунок підсилювача.
1. Розрахунок опорів каскаду.
Опір в колі емітера.
Величину Rе розраховують задаючись значенням падіння напруги на ньому, яке лежить в межах URе=(0.1÷0.3)(Ек-URф). Тоді Rе=URе/(ІКп+Ібп).
По таблиці номінальних значень [1] вибираємо найближчу до розрахованої Rе номінальну величину Rеном. Далі розраховується потужність, яка розсіюється цим резистором РRе=(ІКп+Ібп)2·Rеном, вибирається тип резистора [1] і записується в специфікацію.
Наприклад МЛТ-0.125-9.1 кОм-5%. Тут Rеном=9.1 кОм, 0.125 Вт >=РRе.
Опори базового подільника Rб1 та Rб2.
Для нормальної роботи схеми емiтерної термостабiлiзацiї повинна виконуватись наступна умова: струм подільника - Іпод=(2÷5)Ібп. В свою чергу
Rб2=URб2/Іпод=[Uбеп+Rеном(ІКп+Ібп)]/Іпод.
Після розрахунку значення Rб2 вибираємо номінальну величину, розраховуємо потужність, яка розсіюється цим резистором РRб2=Іпод2·Rб2ном, вибираємо тип резистора.
Опір резистора Rб1 розраховується за співвідношенням:
Rб1=URб1/(Іпод+Ібп)=(Ек-URф-Rб2номІпод)/(Іпод+Ібп).
Після розрахунку значення Rб1 вибираємо номінальну величину, розраховуємо потужність, яка розсіюється цим резистором РRб1=(Іпод+Ібп)2·Rб1ном, вибираємо тип резистора.
Примітка. За рахунок того, що опори базового подільника підключені паралельно вхідному опору транзистора, для усунення шунтування входу підсилювача еквівалентним опором базового подільника після розрахунку цих опорів потрібно перевірити умову: Rекв=Rб1номRб2ном/(Rб1ном+Rб2ном)>=5Rвх.тр, де Rвх.тр-вхідний (диференціальний) опір транзистора, який визначається графічно, тобто чисельно дорівнює котангенсу кута нахилу (до вісі напруг) дотичної в робочій точці вхідної ВАХ (рис. 4).
Опір в колі колектора.
Величина падіння напруги на опорі Rк вибирається в межах URк=(0.3÷0.6)(Ек-URф). Звідси Rк=URк/ІКп, а потужність, яка розсіюється цим резистором, РRк=ІКп2Rкном.
Опір фільтра.
Опір фільтра розраховується за формулою Rф=URф/(ІКп+Іпод+Ібп). Відповідно потужність РRф=(ІКп+Іпод+Ібп)2Rф ном.