5. Расчёт второго каскада усиления
5.1. Параметры статического режима транзистора VT2.
5.1.1. Для принципиальной схемы составим следующие уравнения:
,
(5.1)
где Iк02-ток коллектора транзистора VT2 в точке покоя
,
(5.2)
где Im.к2 - амплмтуда тока коллектора транзистора VT2.
Так как транзистор VT2 работает в режиме А возьмём
,
(5.3)
из
(5.1) получаем
,
(5.4)
из (5.2) и (5.3) получаем
,
(5.5)
из
(5.4) и (5.5)
,
(5.6)
Согласно
(5.6) получаем два условия для выбора N
(исходя из того, что
и
)
и
,
Выбираем
тогда
Принимаем
по ГОСТУ
=
120 Ом.
5.1.2. Рассчитываем амплитуду тока коллектора по (5.2).
5.1.3. Находим ток коллектора в точке покоя по (5.3).
5.2. Выбираем транзистор VT2 исходя из значений: E=24 В, Iк02=0,95 мА, fв=7,77 кГц.
По справочнику выбираем транзистор КТ312Б , у которого:
Pк.доп2=225 мВт;
Iк.max2=0,03А;
Uкэдоп2=35 В;
h21э2=9;
Ск2=7 пФ;
τк2=500 пс.
5.3. Рассчитываем ток базы в точке покоя
.
5.4. Ток эмиттера в точке покоя
.
5.5. Постоянное напряжение на резисторе R9
где
5.6. Сопротивление резистора R9
.
Принимаем
по ГОСТУ
=1,1
кОм.
5.7. Находим напряжение база-эмиттер Uбэ02 транзистора VT2 в точке покоя по входным характеристикам для Iб02: Uбэ02 = 0,59 В.
5.8. Напряжение на резисторе R6
.
5.9. Выбираем ток делителя R5R6
Принимаем Iб02 = 1 мА, так как Iб02 < 1 мА (Iб02 =0,11 мА), тогда
.
5.10. Сопротивление резистора R6
.
Принимаем по ГОСТУ R6 = 1,5 кОм.
5.11. Напряжение на резисторе R5
.
5.12. Сопротивление резистора R5
.
Принимаем по ГОСТУ R5 = 1 кОм.
5.13. Сопротивление делителя переменному току
.
5.14. Эквивалентное сопротивление источника сигнала
.
5.15. Сопротивление нагрузки транзистора VT2 по переменному току
.
5.16. Сопротивление базы транзистора VT2
.
5.17. Входное сопротивление транзистора VT2 без ОС
.
5.18. Коэффициент усиления каскада на транзисторе VT2 без учёта местной ОС
.
5.19. Расчёт сопротивления R8 местной ОС предварительного каскада.
Из-за наличия сопротивления резистора R8 в усилителе действует как местная ООС в каскаде на VT2, так и общая ОС через резисторы R9, R8. Местная ОС увеличивает входное сопротивление VT2 и уменьшает Ku2. Это обстоятельство усложняет расчёт. Так как сквозной глубины А ограничено лишь нижним значением, то для определения R8 можно воспользоваться следующим подходом.
а) Выбираем общую сквозную глубину А с некоторым запасом, так как местная ОС в каскаде на VT2 уменьшит ее значение: А=4.
б) Рассчитываем коэффициент усиления усилителя без учёта ОС
в) Определяем значение коэффициента передачи по напряжению входной цепи усилителя без учета ОС
.
г) Находим коэффициент передачи цепи ОС в общей петле
д) Рассчитываем значение сопротивления R8
Принимаем по ГОСТУ R8 = 24 Ом.
5.20. Входное сопротивление транзистора VT2 с учётом местной ОС
.
5.21. Коэффициент усиления по напряжению второго каскада с учётом местной ОС
.
5.22. Коэффициент передачи по напряжению входной цепи усилителя с учётом местной ОС
.
5.23. Коэффициент усиления усилителя с учётом местной ОС
.
5.24. Сквозная глубина ОС в общей петле
.
5.25. Коэффициент усиления по напряжению усилителя с общей ОС
5.26. Входное сопротивление усилителя с учётом общей ОС
.
5.27. Сопротивление резистора R10
.
Принимаем по ГОСТУ R10 = 560 Ом.
5.28. Находим ёмкость конденсатора С4
.
Принимаем по ГОСТУ С4 = 1 мФ.
5.29. Находим ёмкость конденсатора С5
.
Принимаем по ГОСТУ С5 = 43 мкФ.
5.30. Рассчитываем входное сопротивление усилителя с учётом делителя
.
5.31. Амплитуда напряжения, необходимая на входе усилителя
Uм.вх.=
=
= 0,21 В.