Розрахунок вихідного двотактного трансформаторного підсилювача потужності в режимі роботи класу А або В (стр. 1 из 3)
Львівський технічний коледж
Радіотехнічний факультет
Кафедра електронних апаратів
 |
 |
На тему: ’’Розрахунок вихідного двотактного трансформаторного підсилювача потужності в режимі роботи класу А або В’’
з курсу ’’Основи радіоелектроніки’’.
Виконавстудент групи 32-РТ:
Гайчук Павло Юрійович
Прийняв викладач:
Васін Анатолій Олексійович
Львів 2000
| -. | Завдання | …………………………………………….. | 3 | ст | |||||
| -. | Вступ | ………………………………………………….. | 4 | ст | |||||
| -. | Розрахунково-пояснюавльна записка | …….. | 7 | ст | |||||
| -. | Специфікація…………………………………………. | 16 | ст | ||||||
| -. | Графічна частина | ………………………………… | 18 | ст | |||||
| -. | Аналіз і висновки | …………………………….. | 20 | ст | |||||
| - | Використана література | ……………………….. | 22 | ст | |||||
-Завдання:
| № варіанта | Режим роботи | Рвх. Вт | Кг, % | mН=mв дБ | fH , Гц | fB, кГц | RН, Ом | Тр.н.с.. С° |
| 5 | А | 2,0 | 3,5 | 2,0 | 120 | 16 | 12 | 33 |
Завдання на курсову роботу передбачає:
1) Вибір типу транзисторів та схеми їх включення.
2) Визначення найбільшої потужності, яка виділяється в транзисторі.
3) Розрахунок режимів роботи транзисторів по постійному і змінному струму.
4) Визначення напруги джерела живлення підсилювача
5) 5.Визначення потужності сигналу, яка віддається транзисторами у вибраному режимі їх роботи.
6) Визначення коефіцієнта підсилення плеча каскаду по напрузі і потужності.
7) Розрахунок коефіцієнта нелінійних спотворень вхідного сигналу.
8) Визначення номінальних значень елементів схеми підсилювача і вибір 'їх типу.
9) Електричний розрахунок трансформатора у вихідному колі підсилювача.
Підсилення електричних сигналів – один з видів перетворення електромагнітної енергії, який відноситься до процесів її керування. Пристрій, який призначений для керування електричною енергією, для збільшення її потужності називають підсилювачем.
 |
Структурна схема підсилювача має вигляд:
Вхідне коло підсилювача – коло підсилювача, до якоговмикається джерело керованої енергії, яке характеризується миттєвим значенням ЕРС (Еі) і внутрішнім опором (Zі).
Підсилювальний елемент – активний елемент електричного кола, який має управляючу властивість (транзистори, ЕВП, ІМС).
Вихідне коло – коло підсилювача, до якого підмикається навантаження, яке в загальному випадку носить комплексний характер.
Джерело живлення– джерело керуючої енергії, яка петворються підсилювальним елементом в енергію підсилювальних сигналів. Найчастіше в якості джерела живлення використовують гальванічні елементи.
Підсилювачі класифікують за такими ознаками:
- За характером підсилювального сигналу:
- підсилювачі гармонічних сигналів;
- підсилювачі дискретних сигналів.
- По діапазону підсилювальних частот:
- підсилювачі постійного струму;
- підсилювачі змінного струму.
- За видом електричних параметрів підсилювального сигналу:
- підсилювачі струму;
- підсилювачі напруги;
- підсилювачі потужності.
- По типу підсилювальних елементів:
- транзисторні;
- ІМС;
- електровакуумні.
- По типу підсилюваних сигналів:
- аперіодичні;
- резонансні.
-По призначенню:
- телевізійні;
- радіомовні;
- радіотрансляційні;
- вимірювальні.
Властивості підсилювачів характеризуються технічними показниками, які регламентуються відповідними стандартними. Число технічних показників визначається пизначенням підсилювача.
До основних технічних показників відносяться:
-вхідні/вихідні праметри;
-ККД і споживана потужність;
-коефіцієнт підсилення;
-амплітудна характеристика і динамічний діапазон;
-лінійні і нелінійні спотворення;
-перехідні спотворення;
-шуми.
Підсилювачем потужності називається підсилювач в якому вихідна потужність підсиленого сигналу співрозмірна з потужністю, яка підводиться до колекторного кола підсилювача від джерела живлення.
Підсилювальний каскад – це сукупність підсилюваль-них елементів з усіма додатковими елементами, які забезпечують заданий режим роботи.
Принцип підсилення підсилювальним каскадом на біполярних транзисторах полянає в тому, що підсилення напруги, струму або вихідної потужності відбувається за рахунок частини енергії або потужності джерела живлення по постійному струму.
Потужнім каскадом прийнято вважати каскад в якому транзистори віддають в навантаження потужність, близьку до максимально можливої. Основними вимогами, які ставляться до потужних вихідних каскадів, є одержання необхідної потужності в навантаженні і її максимальний коефіцієнт корисної дії при допустимих спотвореннях сигналу. Вимога максимального ККД має найбільше значення для підсилювачів з живленням від автономних джерел. Максимальне підсилення – другорядна вимога, оскільки необхідне підсилення може бути одержане в інших каскадах.
Транзистори, які стоять в підсилювачах потужності можуть працювати в режимах класів А, В, АВ.
Режим А – це такий режим, при якому робоча точка знаходиться по середині лінійної частини прохідної характеристики. Амплітуда вихідного струму змінюється напротязі повного періоду підсилювального сигналу. Тобто кут відсікання θ=180°
Режим В – режим з такою відсічкою, при якій вихідний струм тече практично тільки напротязі півперіода сигналу θ=90°. При цьому робоча точка лежить на початку прохідної характеристики.
Режим АВ – проміжний режим, при якому вихідний струм протікає напротязі більш, як одного півперіоду. Кут відсікання лежить в межах 30° < θ <180°
Вибір режиму здійснюється прикладенням відповідної напруги між базою та емітентом. В режимах класів АВ і В можуть працювати тільки двотактні каскади.
Однотактні вихідні каскади застосовуються деколи в підсилювачах з малою вихідною потужністю, оскільки їх ККД не перевищує 40%
Трансформаторні двотактні вихідні каскади в основному використовуються в режимі АВ, при якому ККД перевищує 50%. В цьому режимі втрати енергії джерелом живлення досить малі при відсутності сигналу і підвищується з підвищенням рівня сигналу, а рівень нелінійних спотворень більший, ніж при роботі в режимі класу А.
І. Вибір типу транзистора:
1) Вихідна (коливальна) потужність сигналу в колекторному колі трансформатора:
[Вт],де ηт=0,8 – ККД вихідного трансформатора.
2) Потужність, яка розсіюється на колекторі транзистора:
,де ηА=0,45 – ККД колекторного кола транзистора в режимі роботи А (лежить в межах 0,4¸0,45).
3)Максимальна потужність яка розсіюється на колекторі транзистора з врахуванням температури навколишнього середовища:
,де Рkmaxp. – максимально допустима розрахункова потужність транзистора, який вибирається.
Трмах=+850С – максимальна температура колектор-ного переходу для германієвих транзисторів.
Тр ном=+200С – номінальна температура, при якій значення потужності, яка розсіюється на колекторі транзистора максимальна.
Тдс=+330С – температура довколишнього середовища
4) Розрахункове значення граничної частоти транзистора для схеми з спільним емітером:
[кГц],де Мв – визначається у відносних одиницях:Мв=Мн(дБ)=20lgМв
Мв=Мн=
5) Вибираємо тип транзистора виходячи з умов:
Вибрав транзистор ГТ403А:
fh21e=1000 кГц;
Pkmax=4 Вт (з тепловідводом).