Завдання до роботи

Вихідними даними для розрахунку є:

1) вихідна потужність Р_вих;

2. діапазон частот ƒ_н ÷ ƒ_в;

3. опір навантаження R_н;

4. допустимий коефіцієнт нелінійних спотворень К_с;

5. допустимі коефіцієнти частотних спотворень М_н і М_в;

6. максимальна температура навколишнього середовища Т_нс

7. необхідний к. к. д. каскаду η.

Порядок виконання роботи

Знаходимо потужність, яку має віддавати кожний каскад у навантаження (1):

де η_тр2 — к. к. д. вихідного трансформатора (табл. 1):

Знаходимо к.к.д. каскаду. Для двотактного каскаду в режимі В к.к.д. можна знайти за формулою

(2)

Треба, щоб η_в≥ η.

Підбираємо тип транзисторів. Для цього спочатку визначаємо максимальну потужність, що розсіюється в колекторному переході кожного з транзисторів, за формулою

(3)

Вибираємо з довідника транзистори, що мають

Виписуємо паспортні дані транзисторів: β_мін, U_K. _е,_{макс, доя}, І_{к. макс, доп}, І_ко. Крім того, знаходимо максимальну температуру колекторного переходу в умовах експлуатації Т_макс і величину теплового опору транзистора R_T.

Визначаємо напругу джерела живлення

(4)

Знаходимо опір навантаження, зведений до одного плеча каскаду,

(5)

Визначаємо максимальний колекторний струм кожного транзистора

(6)

У сім'ї вихідних статичних характеристик транзистора будуємо навантажувальну пряму, що проходить через точки з координатами І_к = 0, U_K. _е = Е_к і І_к = І_к. _макс, U_K. _е = 0.

Визначаємо струм бази І_{б, макс}, що відповідає струму колектора І_к. _макс. Користуючись вхідною характеристикою транзистора,

знятою при U_{K, е} ≠ 0, знаходимо величину U_{к. е}. _макс

Розраховуємо вхідний опір:

а) одного плеча

(7)

б) всього каскаду

(8)

Знаходимо потужність сигналу на вході каскаду

(9)

Визначаємо коефіцієнт підсилення каскаду за потужністю

(10)

або

Знаходимо величину опорів резисторів R₁ і R₂. Приймаємо струм подільника

Звичайно напруга зміщення U_б.е0 яку знято з опору R₁ вибирається приблизно 0,1—0,2 ВТоді

(11) і (12)

Визначаємо потужність, що розсіюється на резисторах R₁ і R₂,

З довідника вибираємо резистори потрібного типу.

Оцінюють роботу двотактного каскаду з точки зору внесених нелінійних спотворень так само, як і в однотактному каскаді, з тією тільки різницею, що в розрахункові формули вводять коефіцієнт асиметрії схеми х. Щоб визначити коефіцієнт гармонік, треба побудувати крізну динамічну характеристику каскаду — графік залежності струму колектора І_к від е.р. с. Е_г еквівалентного генератора вхідного сигналу. Будують цей графік у такій послідовності:

а) задаємося внутрішнім опором еквівалентного генератора вхідного сигналу

(13)

б) користуючись вихідними і вхідними характеристиками, визначаємо для кількох точок значення U_{K. є}, І_к, І_б і U_{б. є.};

в) визначаємо величини е.р.с. еквівалентного генератора для різних значень U_{б. е.} і І_б, що відповідають обраним точкам на характеристиках, за формулою

(14)

г) дані розрахунку зводимо в таблицю;

д) за визначеними даними в прямокутній системі координат будуємо графік залежності І_к = φ(Е_Г) ;

е) задаючись значеннями Е_Г, 0,5Е_г і Е_Г = 0, за кривою І_к = φ (Е_Г) визначаємо відповідні величини струмів І_к. _макс, І_к. _ср і І_{к. міні}

є) визначаємо амплітудні значення гармонічних складових струму колектора.

Амплітуда першої гармоніки

(15-16-17)

Амплітуда четвертої гармоніки

(18)

де х — коефіцієнт асиметрії схеми (звичайно 1 = 0,1—0,2);

ж) коефіцієнт нелінійних спотворень визначаємо за формулою

(19)

Треба, щоб

Якщо ця умова не виконується, у каскад слід увести негативний зворотний зв'язок.

Визначаємо потрібну поверхню охолодження радіатора, що забезпечує нормальний тепловий режим роботи кожного транзистора (у разі застосування транзисторів з радіаторами):

Визначаємо коефіцієнт трансформації вхідного трансформатора. Для цього спочатку знаходимо вихідну потужність передкінцевого каскаду

(20)

де η_тр1 — к. к. д. вхідного трансформатора (табл. 1).

Вибираємо з довідника для передкінцевого каскаду транзистор, що має

Коефіцієнт трансформації вхідного трансформатора можна визначити за формулою

(21)

де U_{к е}. _{макс. перед} — максимально допустима напруга між колектором і емітером транзистора передкінцевого каскаду; U_2макс — напруга на всій вторинній обмотці вхідного трансформатора (для додаткового каскаду із спільним емітером U_2макс = 2U_{б.e. макс})

Знаходимо коефіцієнт трансформації вихідного трансформатора для одного плеча схеми

(22)

Визначаємо активний опір первинної обмотки вихідного трансформатора (для одного плеча):

(23)

Обчислюємо активний опір вторинної обмотки

(24)

Знаходимо індуктивність половини первинної обмотки вихідного трансформатора

(25)

Складаємо схему розрахованого каскаду.

Зміст звіту

1. Мета роботи

2. Короткі теоретичні відомості

3. Вихідні дані для розрахунку двотактного вихідного каскаду

4. Порядок розрахунку двотактного вихідного каскаду

5. Висновки