Электронный усилитель (стр. 2 из 4)

Выбираем транзистор КТ815Б (n-p-n)

Его основные параметры:

Постоянный ток коллектора, I_кмах= 1,5 А

Постоянное напряжение коллектор-эмиттер, U_кэмах=40 В

Постоянная рассеиваемая мощность коллектора 10 Вт

Рисунок 5

Рисунок 6

Используя входные и выходные характеристики транзистора, построим проходную характеристику по формуле:

Полученные результаты внесены в таблицу 1.

Таблица 1.

h21э	74,5	75	75	71	73	72
Iб, мА	0,5	0,53	0,66	0,81	0,95	1,12
Iк, мА	38,2	40	50	60	70	80,8
Uбэ, В	0,7	0,705	0,715	0,725	0,74	0,76

Рисунок 7

С помощью метода пяти ординат, рассчитаем нелинейные искажения, вносимые предоконечным каскадом:

I_{К max}=80,8 мА; I_{К min}=38,2 мА; I₁=73 мА; I₀=64 мА; I₂=50 мА.

Найдем коэффициенты гармоник:

; ; .

Рассчитаем коэффициент нелинейных искажений:

По техническому заданию

=1,5%. Чтобы уменьшить нелинейные искажения необходимо ввести отрицательную обратную связь, которая снизит коэффициент нелинейных искажений в глубину обратной связи (А):

Найдем глубину обратной связи:

До введения обратной связи:

где U_вых– напряжение на выходе предоконечного каскада, U_вх– напряжение на входе предоконечного каскада;

U_вх= U_{БЭ max}-U_{БЭ min}

U_вх =0,76-0,7=0,06 В.

Коэффициент усиления обратной связи:

;

где δ – коэффициент передачи обратной связи.

Так как δ·K_u>>1, то

Рассчитаем сопротивление нагрузки по переменному току для предоконечного каскада:

где R_ВХ.ОС– входное сопротивление оконечного каскада.

Находим сопротивление обратной связи:

По линейке номиналов подбираем R14=12 Ом.

Пересчитаем глубину обратной связи и коэффициент усиления с учетом полученного значения R14

Так как необходимо получить K_uос=5,1 увеличим глубину обратной связи

Произведем расчет с учетом новой глубины обратной связи:

По линейке номиналов подбираем R14=47 Ом

Найдем напряжение на входе предоконечного каскада:

На транзисторе VT4 и на сопротивлении обратной связи происходит падение напряжение:

U_Б0=U_БЭ0+U_R14;

U_R14=I_Э0·R14 ;

Так как I_Э0≈I_К0 , то

U_R14=I_К0·R14=42,5·10^-3·47=1,99 В.

По входной статической ВАХ транзистора определяем, что U_БЭ0=0,73 В.

U_Б0=0,73+1,99=2,72 В

Ток делителя выразим из предположения, что он гораздо больше тока базы:

По линейке номиналов подбираем R12=390 Ом.

По линейке номиналов подбираем R11=560 Ом.

Произведем перерасчет тока делителя с учетом выбранных номиналов резисторов R11 и R12:

Так как входное сопротивление предоконечного каскада представляет собой параллельное включение сопротивления транзистора VT4, R11 и R12.

найдем I_Б – амплитуду тока базы;

I_Б= I_{Б max} - I_{Б min}=(1,12-0,5)·10^-3=0,62 мА

рассчитаем сопротивление транзистора:

с учетом обратной связи сопротивление транзистора VT4:

Обеспечение рабочей точки транзисторов оконечного каскада осуществляется с помощью диода, включенного в прямом направлении.

Выбор диода производим исходя из следующих условий:

,

где

– напряжение на диоде, – напряжение смещения.

Напряжение смещения находим из проходной характеристики транзистора оконечного каскада:

В

Выбираем диоды Д229А в количестве 4шт со следующими параметрами:

U_пр=0,4 В; I_обр=50 мкА; U_обр=200 В; I_пр=400 мА;

3.2 Расчет промежуточного каскада усилителя

Так как сквозной коэффициент усиления равен 134,1 а коэффициент усиления предоконечного каскада равен 4,95.

Для получения заданного коэффициента усиления нам необходим каскад предварительного усиления с коэффициентом усиления K_u=5,2 и входной каскад с коэффициентом усиления K_u≤1.

Выберем транзистор КТ315В

Его основные параметры:

Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ, h_21э=30…120

Постоянный ток коллектора, I_кмах= 100 мА

Постоянное напряжение коллектор-эмиттер, U_кэмах=40В

Постоянная рассеиваемая мощность коллектора 150 мВт

Обратный ток коллектора I_{К об}=1 мкА

Напряжение насыщения коллектор-эмиттер при I_К=20 мА U_нас=0,4 В.

Емкость коллектора C_К=7 пФ

Постоянная времени цепи обратной связи τ_ОС=300 пс.

Введем ограничение по току: пусть I_{К max}=150 мА.

U_кэminвозьмем больше U_нас=0,4. Пусть U_{кэ min}=0,8 В.

Выберем U_R10=(0,1…0,2)·Е_П.

Пусть U_R10=0,15·Е_П=0,15·40=6 В.

Тогда получаем условие:

;

где

– напряжение на выходе промежуточного каскада, – обратный ток коллектора.

Так как

В, получаем:

мА

Выбираем

и мА.

Найдем мощность рассеяния транзистора:

Полученное значение мощности не превысило допустимое (150 мВт).

По линейке номиналов подбираем R9=1 кОм.

Рассчитаем нагрузку каскада по переменному току: