Расчет каскадного усилителя
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ителями мощности.
1. Выбор режима работы. Выбор транзисторов. Составление структурной и принципиальной схемы усилителя. Распределение частотных искажений
Исходя из высокой расчетной мощности на выходе усилителя (Pвых=52,5Вт) выбирается для оконечного каскада двухтактная схема на транзисторах большой мощности и режим работы В. Использование режима В позволяет уменьшить нелинейные искажения усиливаемого сигнала, которые возникают из-за нелинейных начальных участков ВАХ транзисторов. Использование двухтактной схемы в оконечном каскаде мощного усиления позволяет увеличить выходную мощность усилителя в 2 раза, по сравнению с однотактной, компенсировать четные гармоники выходного тока, а следовательно уменьшить нелинейные искажения. На основании технических данных определим коэффициент усиления по мощности Kм, который должен обеспечить усилитель:
, где
-КПД трансформатора;
Uвх - входное напряжение, В;
Rвх - входное сопротивление усилителя, Ом.
Мощность, которую должен отдать один транзистор в двухтактной схеме в режиме B:
По найденному значению мощности выбираем тип транзистора: КТ818А. Данные транзистора:
кm=60 Вт;Uкэm=40 В;
Iкm=10 А;h21 Э=2050;
Допустимое напряжение, подводимое к транзистору:
;
Принимаем U0=12 В.;
Определим амплитуду тока выходной цепи:
,где
КПД, зависящий от типа транзистора;
Найдем приближенное значение амплитуды тока входной цепи для транзистора оконечного каскада:
;
По входной характеристике определяем:Uбэ=1,27 В
Приближенное значение коэффициента усиления по мощности каскада при включении с общим эмиттером составит:
;
Перед оконечным каскадом с двухтактной схемой необходим инверсный каскад. По току входной цепи оконечного каскада выбираем тип транзистора инверсного каскада.
КТ815А.
Данные транзистора:
кm=10 Вт;Uкэm=40 В;
Iкm=1,5 А;h21Эmin=40;
Коэффициент усиления по мощности инверсного каскада с разделенной нагрузкой ориентировочно будет равен:
;
Найдем приближенное значение амплитуды тока входной цепи транзистора инверсного каскада:
Коэффициент усиления по мощности оконечного и инверсного каскада составит:
;
Этого усиления недостаточно. Добавим в усилитель резистивный каскад предварительного усиления. По току входной цепи инверсного каскада выбираем тип транзистора первого резистивного каскада.
КТ104В.
Данные транзистора:
кm=150 мВт;Uкэm=10 В;
Iкm=50 мА;h21Э=40160;
Коэффициент усиления по мощности первого резистивного каскада ориентировочно будет равен:
;
Общий коэффициент усиления по мощности составит:
;
Этого усиления недостаточно. Добавим в усилитель второй резистивный каскад предварительного усиления.
Выбираем тип транзистора второго резистивного каскада.
КТ104В.
Данные транзистора:
кm=150 мВт;Uкэm=10 В;
Iкm=50 мА;h21Э=40160;
Коэффициент усиления по мощности второго резистивного каскада ориентировочно будет равен:
;
Общий коэффициент усиления по мощности составит:
;
Этого усиления недостаточно. Добавим в усилитель третий резистивный каскад предварительного усиления.
Выбираем тип транзистора третьего резистивного каскада.
КТ104В.
Данные транзистора:
кm=150 мВт;Uкэm=10 В;
Iкm=50 мА;h21Э=40160;
Коэффициент усиления по мощности третьего резистивного каскада ориентировочно будет равен:
;
Общий коэффициент усиления по мощности составит:
;
Сравним с заданным коэффициентом усиления:
;
Таким образом, получаем структурную схему усилителя, изображенную на рисунке 1, и принципиальную схему, изображенную на рисунке 2. Распределение, допущенных па весь усилитель частотных искажений на низшей рабочей частоте по отдельным цепям, вносящим эти искажения.
Наименование цепей каскадовМн,дБМнВыходной трансформатор Тр 1 Цепочки эмиттерной стабилизации С2R4 C4R8 C6R12 Цепочки связи CR на входе, выходе или между каскадами C1R1 C3R5 C5R9 C7R13 C9R17 или C8R19 1 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 1,122 1,035 1,035 1,035 1,023 1,023 1,023 1,023 1,023Весь усилитель0,000008641,394
2. Расчёт оконечного каскада
Мощность сигнала:
;
Ориентировочное максимальное значение выходного тока:
;
По семейству выходных характеристик транзистора определяем Uост.
Uост=0,8 В;
Определим сопротивление нагрузки одного плеча выходной цепи переменному току:
;
Отдаваемая мощность каскада:
;
Максимальная мощность, выделяемая на коллекторе транзистора при работе в режиме B:
;
Необходимая амплитуда переменной составляющей входного тока сигнала:
;
Амплитуду входного сигнала Uбэmax определяем как разность входных напряжений соответствующих точке покоя и точке H (см.рис.3):
;;;
Построение сквозной характеристики.
Для значения Rист=417,6 Ом рассчитаем данные для ряда точек сквозной характеристики и построим эту характеристику:
Номер точки12345HIк, А01,332,674,15,76,56Iб, А00,040,10,20,30,35Uэб, В0,6670,840,9451,0831,181,24Uист=Uэб+IбRист0,66717,54442,70584,603126,46147,4
Статические характеристики транзистора КТ 818А
Сквозна?/p>