5.4 Определение числа каскадов до детектора

Общее усиление до детектора К_общ должно быть равно или больше требуемого (5.2).

К_общ ≥К_т. (5.7)

Удобно К_общ и все коэффициенты передачи (усиления) выразить в децибелах (дБ), в этом случае

К_общ= К_вц + К_урч + К_пр +n_рез К_упч + n_апер К_апер, (дБ) (5.8)

где n – общее число двухконтурных или одноконтурных фильтров или число ФСС (глава 3),

n_рез – число резонансных каскадов УПЧ,

n_рез = n-1 (так как один из n фильтров должен быть в преобразователе частоты),

n_апер – число апериодических каскадов УПЧ.

(Не путать число фильтров n и число связанных контуров в каждом фильтре m).

Сначала берется n_апер = 0, а затем, если усиление недостаточно (условие 5.7 не выполняется), добавляют 1...3 апериодических каскада (n_апер = 1…3) пока не будет выполнено условие 5.7, при этом принимают К_апер = 20 … 25 дБ.

Если 3-х апериодических каскадов недостаточно, то следует выбрать транзисторы с большим коэффициентом устойчивого усиления или увеличить рабочий ток коллектора транзисторов до 5 мА.

Если К_общ >>К_т, то в преобразовательном каскаде следует применить ФСС, а каскады УПЧ сделать апериодическими, определив их число подбором (при этом n_рез = 0).

6 Эскизный расчет усилителя звуковой частоты

6.1 Выбор транзисторов оконечного каскада

В качестве оконечных каскадов усилителей применяют схемы бестрансформаторных двухтактных усилителей мощности звуковой частоты (УМЗЧ), работающие в режиме АВ. Для таких каскадов разработаны специальные комплиментарные (подходящие друг другу) пары транзисторов КТ814 и КТ815; КТ816 и КТ817; КТ818 и КТ819, а так же КТ315 и КТ361. Следует выбирать одну из этих пар подходящих по мощности.

Из справочника по транзисторам следует выписать следующие параметры:

Р_{к max} – максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора;

Е_{к max} – максимально допустимое напряжение между коллектором и эмиттером транзистора;

I_{к max} – предельный ток коллектора транзистора;

h_{21э min} – минимальный коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером.

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора Р_к при работе в режиме класса АВ

Р_к = 0.4Р_н/ , Вт, (6.1)

где Р_н – номинальная мощность (ТЗ), Вт,

Р_к – мощность, рассеивания на коллекторе, Вт,

к_и – коэффициент использовать коллекторного напряжения, принимают к_и = 0.8…0.95.

Ток в цепи коллектора транзисторов УМЗЧ

I_к = 2Р_н/( к_и Е_пит), А, (6.2)

где Е_пит – напряжение источника питания (ТЗ), В.

Выбор транзисторов для УМЗЧ производится из следующих соображений:

Р_{к max} ≥ Р_к, Вт, Е_{к max} ≥ Е_пит/(0.3...0.4), В, I_{к max}≥ I_к, А (6.3)

Ток в цепи базы выбранных транзисторов УМЗЧ

I_{б УМЗЧ} = I_к/ h_{21э min,}

_где h_{21э min} – коэффициент передачи тока выбранных транзисторов (по справочнику).

2. Расчет необходимого усиления каскадов

предварительного усиления УЗЧ

Ток базы первого каскада УЗЧ (при работе от последовательного детектора с разделенной нагрузкой)

I_б1 = U_{д вых}/(10R_{вх УПЧ}), А, (6.4)

где U_{д вых} – напряжение на выходе детектора (5.1), В,

R_{вх УПЧ} – входное сопротивление транзистора УПЧ, Ом.

Требуемое усиление по току предварительных каскадов УЗЧ (от базы первого каскада УЗЧ – I_б1, до базы последних транзисторов УМЗЧ – I_{б УМЗЧ} с учетом ослабления, вносимого пассивным регулятором тембра)

К_{i УЗЧ}= 10 I_{б УМЗЧ}/ I_б1. (6.5)

3. Расчет числа каскадов предварительного усиления УЗЧ

Для каскадов предварительного усиления УЗЧ выбираются по справочнику маломощный (Pк max ≤ 150 мВт) низкочастотный транзистор с h_{21э min} ≥ 50.

Тогда число каскадов предварительного усиления

N_УЗЧ = lgК_{i УЗЧ}/lg h_{21э min.} (6.6)

7 Применение интегральных схем

При составлении принципиальной схемы желательно использовать аналоговые интегральные микросхемы (ИМС) применительно к полученной в эскизном расчете структурной схеме. Если тип транзисторов в выбранной ИМС неизвестен, то условно можно считать, что в ИМС использованы транзисторы, выбранные в главе 4 эскизного расчета. В реальных ИМС используются бескорпусные транзисторы. Например, в ИМС серии 228 применены транзисторы 2Т307.

Для предварительных усилителей звуковой частоты можно использовать специально предназначенные для этих целей ИМС например, серии К237 или операционные усилители, например, серии К140. Принципиальную электрическую схему аналоговых ИМС (кроме операционных усилителей) необходимо приводить в пояснительной записке для пояснения правильности подключения к ней внешних элементов.