Электронный усилитель (стр. 3 из 4)

Удостоверимся в возможности этого тока:

Рассчитаем коэффициент усиления каскада по напряжению:

где h_21Э– статический коэффициент передачи тока, h_11Э– входное сопротивление транзистора.

r_БЭнайдем как:

Ом

Так как нам необходимо получить усиление каскада K_U=5,2 введем отрицательную обратную связь.

где δ – коэффициент передачи обратной связи.

Исходя из неравенства,

>>1, получаем

;

По линейке номиналов подбираем R10=22 Ом.

Проведем перерасчет коэффициента усиления и глубины обратной связи:

Найдем напряжение на входе каскада:

Ток базы находим из следующей формулы:

мА.

Ток делителя находим из условия

мА.

;

где U_R₁₀– напряжение на резисторе обратной связи;

Так как для кремниевых транзисторов

По линейке номиналов подбираем R8=27 Ом.

По линейке номиналов подбираем R7=7,5 кОм.

Проведем перерасчет

с полученными значениями R7 и R8

Рассчитаем входное сопротивление каскада. Оно представляет собой параллельное соединение входного сопротивления транзистора VT3 и резисторов R7 и R8.

Найдем входное сопротивление транзистора VT2 с учетом обратной связи:

, где А– глубина обратной связи.

3.3 Расчет входного каскада

Так как необходимо обеспечить большое входное сопротивление, выбираем схему на полевых транзисторах.

Выберем транзистор КП307А, с параметрами:

S=4мА/В (при U_СИ=10 В, U_ЗИ=0 В) - крутизна характеристики,

U_ЗИ.0ТС= 0,5В - напряжение затвор-исток отсечки,

I_З=5мА - ток утечки затвора,

I_C_.НАЧ=3мА - начальный ток стока,

U_{СИ.МАКС}=27 В , U_{ЗС.МАКС}=27 В,

P_C_.МАКС= 250 мВт.

Рассчитаем ток нагрузки:

Напряжение на нагрузке входного каскада:

Тогда мощность на нагрузке:

Из условия R_вх>5 кОм (по техническому заданию), выберем сопротивления R6 и R1:

R1=R6=R_вх/2=8000/2=4000 Ом

Рассчитаем ток и напряжение на входе:

Найдем коэффициент усиления:

Найдем ток стока:

I_C_МАКС = I_C_НАЧ = 3 мА

I_C_МИН = 0,1 · I_C_НАЧ = 0,3 мА

мА

Найдем сопротивление R5:

По линейке номиналов подбираем R5=12 кОм

Напряжение U_ЗИ.0 выразим из соотношения I_C₀ = I_C_НАЧ = S·U_ЗИ.0 :

Определим токи на сопротивления R1 и R6:

Найдем сопротивления R2 и R4:

Найдем сопротивление R₃:

Из условия

получаем R3:

По линейке номиналов подбираем R3 = 62 Ом

4. Конструкторский расчет

4.1 Расчет разделительных конденсаторов

Определим величину разделительного конденсатора C₅

где

- нижняя частота работы усилителя, М_ок – коэффициент частотных искажений оконечного каскада.

По промышленной линейке конденсаторов выберем: С₅ = 56 мкФ.

Найдем величину разделительного конденсатора C₄:

По промышленной линейке конденсаторов выберем С₄ = 2,7 мкФ.

Определим величину разделительных конденсаторов C₃ и C₂:

где R_ВХ– входное сопротивление каскада предварительного усиления.

По линейке конденсаторов выберем С₃=С₂=2,58 мкФ.

Определим величину разделительного конденсатора C₁:

где

– входное сопротивление входного каскада.

Ближайшим значением из промышленной линейки конденсаторов является 62 нФ.

Рассчитаем напряжение на конденсаторах:

В;

По справочнику подбираем тип конденсаторов:

Тип	Номинальное напряжение, В	Номинальная емкость, мкФ	Допуск, %
С₁
С₂
С₃
С₄
С₅

4.2 Расчет мощности рассеиваемой на резисторах

Мощность, рассеиваемая на резисторах, определяется по следующей формуле:

где I– ток через резистор,

R– сопротивление резистора.

Рассчитаем эти мощности:

мВт,

мВт.

мВт,