4.2.2. Розрахунок двотактного трансформаторного підсилювача потужності на транзисторах

Для розрахунку схеми задано: Р_н – потужність на навантаженні; R_н – опір навантаження, R_г – опір джерела вхідного сигналу; f_н – значення нижньої робочої частоти; f_в – значення верхньої робочої частоти; М_н[дб] – коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті; М_в[дб] – коефіцієнт частотних спотворень на верхній частоті; Т_ос.мін,, Т_{ос.макс} – мінімальна і максимальна температура оточуючого середовища.

Рис.4.2.2. Схема двотактного трансформаторного каскаду підсилення потужності на транзисторах

Розраховуємо максимальну потужність, яка виділяється на колекторі одного транзистора двотактного трансформаторного каскаду

Визначаємо граничну частоту підсилення транзисторів в схемі ввімкнення зі спільним емітером

де М_в=10^{0,05·Мв[дб]}.

Вибираємо тип транзисторів VT₁ і VT₂, який має такі основні електричні параметри: β_мін; U_ке.доп ; ; ; Т_п.мак.

Розраховуємо напругу живлення каскаду

Приймаємо значення напруги живлення .

Визначаємо максимальну потужність, яка віддається каскадом

,

де – коефіцієнт корисної дії трансформатора Т₂. Значення приймаємо згідно з табл.2.1.

Опір навантаження одного плеча підсилювального каскаду для змінного струму

де – напруга насичення вихідних транзисторів. Для потужних транзисторів переважно .

– напруга на колекторі транзисторів у режимі спокою ( ).

Максимальне значення струму колектора транзистора

Максимальна потужність, яку віддає каскад

.

Потужність, яка споживається каскадом від джерела живлення

Максимальний коефіцієнт корисної дії двотактного каскаду підсилення потужності буде складати

Максимальна потужність, яка виділяється на колекторі одного транзистора

Задаємося струмом спокою транзисторів

Розраховуємо коефіцієнт трансформації вихідного трансформатора Т₂

Визначаємо струм бази транзисторів у режимі спокою

Вибираємо струм базового подільника напруги

Розраховуємо значення опорів базового подільника напруги

Приймаємо значення опорів і вибираємо типи резисторів базового подільника напруги.

4.2.3. Розрахунок безтрансформаторного комплементарного підсилювача потужності на транзисторах

Для розрахунку схеми задано: Р_н – потужність на навантаженні; R_н – опір навантаження, R_г – опір джерела вхідного сигналу; f_н – значення нижньої робочої частоти; f_в – значення верхньої робочої частоти; М_н[дб] – коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті; М_в[дб] – коефіцієнт частотних спотворень на верхній частоті; Т_ос.мін,, Т_{ос.макс} – мінімальна і максимальна температура оточуючого середовища.

Рис. 4.2.3. Схема безтрансформаторного комлементарного підсилювача потужності на транзисторах

Визначаємо максимальні амплітудні значення напруги і струму на навантаженні

Розраховуємо напругу живлення вихідного каскаду підсилення потужності

де – напруга насичення вихідних транзисторів. Для потужних транзисторів переважно .

Приймаємо значення напруги живлення .

Визначаємо допустимі параметри вихідних транзисторів:

;

Вибираємо комплементарну пару вихідних транзисторів і записуємо значення їх електричних параметрів.

Визначаємо амплітудне значення струму бази вихідного транзистора

Розраховуємо амплітудне значення напруги на базі транзистора

_.

Розраховуємо значення колекторного опору транзистора

Знаходимо струм колектора транзистора в режимі спокою

Спад напруги на діодах і забезпечує необхідне зміщення робочої точки для транзисторів , і дозволяє усунути спотворення типу „сходинка”

.

В якості діодів вибираємо діоди, в яких прямий сумарний спад напруги при струмі дорівнює напрузі зміщення транзисторів , .

Розраховуємо значення вхідного опору транзистора

Визначаємо струм бази транзистора в режимі спокою

Розраховуємо опір резистора у колі зміщення фіксованим струмом бази транзистора

де .

Приймаємо значення опорів резисторів

Визначаємо еквівалентний опір навантаження підсилювального каскаду на транзисторі

Розраховуємо коефіцієнт підсилення першого каскаду на за напругою

Визначаємо коефіцієнт підсилення за напругою вихідного каскаду підсилення потужності на транзисторах і

де − амплітудне значення напруги база-емітер транзисторів VT₂ або VT₃, яке відповідає зміні їх базових струмів при номінальному значенні вихідної потужності.

Сумарний коефіцієнт підсилення за напругою всього підсилювача буде складати

Еквівалентний вхідний опір всього підсилювача з врахуванням впливу опору резистора

Вихідний опір всього підсилювача

Розподіляємо частотні спотворення на нижній частоті між усіма конденсаторами схеми , переводимо частотні спотворення на нижній частоті у відносні одиниці (М_н=10^{0,05·Мн[дб]} ) і розраховуємо значення ємностей конденсаторів

Приймаємо значення ємностей конденсаторів С₁, С₂ і С₃ і вибираємо їх типи.