3. Расчёт и выбор элементов схемы электронного устройства

3.1 Расчет усилителя мощности

Для подбора транзисторов нужно рассчитать следующие параметры:

где - амплитудное значение напряжения на сопротивлении нагрузки ;

- амплитудное значение тока на сопротивлении нагрузки ;

- мощность на нагрузке.

Напряжение источника питания одной половины выходного каскада при биполярном питании определяется исходя из амплитуды выходного сигнала, при этом величина напряжение выбирается минимум на n В больше , поскольку нужно учитывать остаточное напряжение, а у полевых транзисторов оно может достигать единицы вольт:

Максимальная мощность, рассеиваемая одним транзистором определяется:

На основании рассчитанных выше значений подберём из справочной литературы транзисторы выходного каскада:

Таблица 3.1 Параметры транзисторов

Транзистор
2SK1058 (n-канальный)	160	7	400	100
2SJ162 (p-канальный)	-160	7	410	100

Так как транзисторы являются комплементарными, то достаточно рассчитать одно плечо усилителя.

Коэффициент усиления для полевого транзистора:

где ,

S – крутизна, характеризующая управляющее действие затвора.

Рассмотрим плечо, содержащее транзистор 2SK1058:

Для него

Следовательно,

C другой стороны коэффициент усиления по напряжению:

Откуда:

где ,

3.2 Расчёт генератора синусоидальных колебаний

Рассчитаем частоту генерируемых колебании.

Пусть сопротивление резисторов , выразим из формулы значение ёмкости конденсаторов:

После тестовых испытаний при конденсаторе ёмкостью , частота генерации колебаний не соответствует расчётным значениям, поэтому выбираем ёмкость конденсаторов ).

Сопротивление суммы резисторов должно быть примерно в 2,2 раз выше, чем сопротивление резистора . Пусть , тогда сопротивление

Поскольку амплитуду выходного сигнала сложно подобрать, будет разумным использовать построечный резистор на месте .

Определим амплитуду выходного напряжения.

Падение напряжения на диоде приблизительно 0,6 В. Следовательно, ток протекающий через резистор можем найти из формулы:

Ток протекающий через резистор будет равен :

Ток через резистор будет равен току через резистор .

Следовательно, выходная амплитуда будет находиться по формуле:

Подберём операционный усилитель, удовлетворяющий нашим параметрам. Источник питания у ОУ дожжен быть больше , поэтому будем питать операционный усилитель от источника питания 12 В

Операционный усилитель LM741A.

Параметры:

• коэффициент усиления по напряжению - ,

• входное сопротивление - ,

• выходное сопротивление -

• выходное напряжение смещения - ,

• входной ток - ,

• потребляемый ток - ,

• разность входных токов -

• ослабления синфазного сигнала (дБ) - ,

• максимальная амплитуда выходного сигнала - ,

• частота единичного усиления - ,

• Диапазон напряжений питания .

В цепи генератора не могут протекать токи, выше потребляемого тока операционным усилителем:

Следовательно, резистор выберем мощности 0,250 Вт, а остальные по 0,125 Вт.

Таблица 3.3 Параметры диодов КД521А

Диод
КД521А	75	0,05	1