6. Расчет по переменному току.

Рассчитаем параметры схемы замещения VT1:

1. Крутизна стоко-затворной ВАХ:

.

2. Внутреннее сопротивление транзистора:

.

3. Коэффициент усиления  транзистора VT1:

.

4. Омическое сопротивление в стоковой цепи транзистора VT1 по переменному току (приведенное к первичной обмотке трансформатора), оцениваем по формуле:

7. Расчет нелинейных искажений каскада.

Для этого определим амплитуды гармоник тока стока по сквозной динамической характеристике I_с(E_ист) методом пяти ординат.

Напряжение источника расcчитывается по следующим формулам:

E_ист = I_вх·(R_ист+R_з)  I_вх·R_з;

I_вх = U_зи/R_з;

.

Данные заносим в табл. 4.1:

Таблица 4.1

Ic, мА	Uзи=Eист, В
27	0
21.3	0.5
20	0.6
15.8	1
10.5	1.5
5.6	2
2.3	2.5

Строим сквозную динамическую характеристику I_с=f(E_ист):

Рис. 4.5. Сквозная динамическая характеристика однотактного каскада.

По сквозной динамической характеристике находим номинальные токи:

I_max=27 мА;

I_min =13,6 мА;

I₀=20 мА;

I₂=16,7 мА;

I₁=23,5 мА.

Далее определяем амплитуды гармоник тока

Находим коэффициент нелинейных искажений для транзистора, работающего в режиме А, по формуле:

.

Должно выполняться условие: γ < 4% (2,3 < 4).

8. Расчет выходного трансформатора.

Коэффициент трансформации находим по формуле:

.

Находим активное сопротивление первичной обмотки

r₁= R_с~(1-η_тр)·с/(1+с);

Находим активное сопротивление вторичной обмотки

, где с=(0,50,7).

Получаем:

r₁=220·(1-0,65)·0,7/1,7=31,7 Ом

r₂=78·1/1,7·0,35/0,65=24,7 Ом

Находим номинальный ток:

I = I_с0 = 20 мА.

По полученным данным выбираем типовой трансформатор

9. Характеристики каскада.

1. Коэффициент усиления каскада по напряжению

K_u = S·R_c~·n_tr= 10,5·10^-3·220·0,74 = 1,71.

2. Мощность первичной обмотки трансформатора:

Р_~1=Р_н /η_тр = 0,0148/0,65 = 0,023 Вт.

3. Входное сопротивление каскада принимаем равным величине сопротивления R_з:

R_вх = R_з = 500 кОм.

4. Входное напряжение каскада:

.

5. Входная мощность:

.

6. Коэффициент усиления мощности:

.

7. Коэффициент усиления тока:

.

10. Расчет конденсаторов.

Хс(f_н) << R

, отсюда

1. Емкость конденсатора C_ф:

.

U_cmax = 2·(0,02·270) = 10,8 В;

Выбираем С_ф=10 мкФ.

Тогда тип С_ф: К53-1-102020%.

2. Находим емкость конденсатора истоковой цепи С_и:

U_cmax = 2·(0,02·30) = 1,2 В.

Выбираем С_и=47 мкФ.

Тогда тип С_и: К53-1-472020%.

3. Находим емкость конденсатора С₁:

Выбираем С₁ =0,033 мкФ.

Тогда тип С₁: К53-1-0,0332020%.

Тип конденсатора определяет U_co (берем U_cmax=2* U_co) по постоянному току.

5. Предварительный усилитель на опереционном усилителе Исходные данные для расчета:

1. Допустимые нелинейные искажения _ТЗ = 0,37%

2. Нелинейные искажения, вносимые генератором _Г = 0,2%

3. Нелинейные искажения, вносимые 2УМ _2УМ = 3,46%

4. Нелинейные искажения, вносимые 1УМ _1УМ = 1,79%

5. Мощность на нагрузке Р_н = 12,5 Вт

6. Сопротивление нагрузки R_н= 25 Ом

7. Входное сопротивление 1УМ R_{вх.к. 1УМ} = 331 Ом

8. Входная мощность 1УМ P_{вх.к.1УМ} = 0,003 мВт

9) Частота сигнала f_н=5,5 кГц

10) Нестабильность амплитуды ∆U_н/U_н= 10^-2

Рис. 5.1 – Принципиальная схема ПУ с инверсным включением

Выполним предварительный усилитель (ПУ) на ОУ с инвертирующим включением.