3. Выбор рабочей точки транзистора vt1 по постоянному току.

Рабочую точку необходимо выбирать так, чтобы выполнялись следующие условия:

1. Напряжение питания каскада должно иметь стандартное значение E_к={9,12,18,24 и т.д.}В, при этом должно выполняться условие

2. Рабочая точка по постоянному току в режиме AB обычно находится на выходных ВАХ транзистора VT1 по величине тока коллектора:

.

Нагрузочная прямая по постоянному току (=I) проходит вертикально вверх через точку Е_к.

3. Нагрузочная прямая по переменному току на выходных ВАХ не должна пересекать кривую максимальной рассеиваемой мощности.

Пользуясь входными и выходными ВАХ, выбираем положение рабочей точки транзистора, работающего в режиме АВ:

Е_к < 50/2=25 В. Выбираем Е_к=18 В.

I_к0=(0,050,15)* 15=(0,752,25) A. Выбираем I_к0=1 А.

Строим кривую Р_кmax=75 Вт по соотношению:

Р_кmax= U_кэּI_к

Координаты рабочей точки А: I_к0 = 1 A, U_кэ=E_к=18В, I_б0 = 0,02 A, U_бэ0 = 0,61 В.

4.Наклон желаемой нагрузочной прямой по переменному току vt1.

Расчет 2-х тактного усилителя мощности производим таким образом, чтобы иметь запас по мощности, отдаваемой каскадом в нагрузку. Запас по мощности позволит обеспечить настройку каскада. Положение нагрузочной прямой по переменному току (~I) определяется сопротивлением согласующего трансформатора Тр2. В области средних звуковых частот схема замещения Тр2:

Рис. 2.4 – Схема замещения Тр2 в области СЗЧ.

Сопротивление Тр2 по переменному току в области СЗЧ равно:

R_к~=r₁+r₂’+R_н’,

где r₁ – сопротивление первичной обмотки;

r₂’- приведенное сопротивление вторичной обмотки;

R_н’- приведенное сопротивление нагрузки;

n =W₂/W₁ – коэффициент передачи Тр2 (W₂ ,W₁ – число витков первичной и вторичной обмотки Тр2, соответственно).

Таким образом, наклон нагрузочной прямой ~I зависит от сопротивлений обмоток Тр2: r₁, r₂’, сопротивления R_н и коэффициента передачи трансформатора Тр2 – n. Из всех этих величин можно менять только коэффициент n и, тем самым, получать любое положение нагрузочной прямой по переменному току (основное преимущество трансформаторного 2-хтактного усилителя мощности).

R_к~=∆U_кэ/∆I_к,

где величины приращений определяются по нагрузочной прямой ~I:

∆I_к= i_к.max-i_к.min, U_кэ=u_кэmax-u_кэmin,

где i_к.min≥0; i_к.max≤ I_к.max; u_кэmin≥U_кэ.отс; u_кэmax ≤U_кэ.max;

Поворачивая нагрузочную прямую влево и вправо, выбирается наиболее «высокомощный» режим. Выбираем

I_к=6,75-1=5,75 А;

U_кэ=18-7,5=10,5 В.

Находим угол наклона нагрузочной прямой

tgα=2ּ5,75/10,5=1,095; α=48˚

Проводим через точку А под углом α=48˚ нагрузочную прямую по переменному току.

5.Расчет мощности коллекторной цепи vt1.

Находим требуемую мощность коллекторной цепи VT1, отдаваемую транзистором в первичную обмотку трансформатора Тр2:

Р_~1=Р_н/η_тр=15 Вт.

На выходных ВАХ выбираем U_кm и I_кm, такие, чтобы выполнялось условие

Р_н/η_тр≈ 1/2 U_кэmּI_кm

Выбираем I_кm=I’_кm-I_к0=5,4-1=4,4 А, U_кэm=Е_к-U_кэmin =18-10,2=7,8 В.

Р_~2=1/2 U_кэmּI_кm=1/2*4,4*7,8=17 Вт.

Условие Р_~1≈ Р_~2 выполняется (Р_~2 можно выбирать с небольшим запасом).