Розрахунок підсилювача низької частоти

ЗАВДАННЯ

Розрахувати кінцевий двотактний трансформаторний підсилювач потужності, який працює в режимі В з трансформаторним попереднім підсилювачем.

ВИХІДНІ ДАНІ

Вихідна потужність підсилювача Pвих=2 ,1 Вm

Напруга джерела живлення Ek= +20 В

Опір навантаження RH=4 Oм

Коефіцієнт гармонік Kг=6 %

Робочий діапазон частот (FH та Fb ) 100 – 20000 Гц

Коефіцієнт частотних спотворень на верхніх

та нижніх частотах відповідно: Мн=1,2 та Мв=1,4

Чутливість підсилювача 0,05 B

Зобразимо ПНЧ з використанням кінцевого двотактного трансформаторного каскаду підсилювача і попереднього трансформаторного каскаду на рис. 1

1.РОЗРАХУНОК ПІДСИЛЮВАЧА ПОТУЖНОСТІ

1.1. Проведемо вибір транзистора.

Вибір проведемо по значеннях розсіюваної потужності на колекторі, граничної частоти підсилення максимального значення колекторного струму та напруги.

1.1.1. Знаходимо ККД вихідного трансформатора Tp2 у відповідності [1] (табл.3, с.14)

1.1.2. Визначимо вихідну потужність транзисторів VT2, VT3 [1]

1.1.3. Визначимо загальну вихідну потужність транзисторів [1]

1.1.4. Знаходимо потужність, яка розсіюється на колекторі кожного транзистора [1]

де - ККД колекторного кола в режимі В

З врахуванням коефіцієнту запасу [1]

отримаємо

1.1.5. Визначимо вимоги до транзистора по граничній частоті, виходячи з заданого Мв [1]

1.1.6. Визначимо мінімальне та максимальне значення напруги між колектором та емітером [1]

Приймаємо

1.1.7. Знаходимо величину постійної складової колекторної напруги [1]

1.1.8. Знаходимо амплітуду колекторної напруги з умови [1]

При цьому повинні виконуватися умови:

1)

2)

1.1.9. Знаходимо максимальне значення колекторного струму [1]

де Ikm – значення амплітуди колекторного струму, яке визначає коливальну потужність в колекторних колах транзисторів

1.1.10. Проведемо вибір транзистора по таких значеннях:

тип n-p-n

По даних значеннях вибираємо транзистор KT801A, у якого

- Максимальна потужність розсіювання на колекторі

- Максимальна напруга колектор-емітер

- Максимальний постійний струм колектора

- Статичний коефіцієнт передачі струму в схемі

з загальним емітером

- Гранична частота передачі струму

- Транзистор n-p-n типу

Розрахунок проводимо по значенню

Для задовільної симетрії двотактного підсилювача потужності, підбирається 2 транзистори, у яких різниця коефіцієнтів складає не більше 30%, тобто

1.2. Визначимо режим роботи транзистора по постійному струму

1.2.1. Визначаємо постійну складову струму бази по вхідній характеристиці (рис.2)

Для цього до майже прямолінійної ділянки вхідної характеристики проведемо дотичну лінію, точка перетину якої з віссю абсцис (т. М рис.2)

Отже та (точка Р на рис.2)

1.2.2.Визначимо постійну складову колекторного струму Ikc по вихідних характеристиках (рис.1)

При значення (т. Р на рис.1)

1.2.3.Визначимо по вихідних характеристиках максимальне значення струму бази ІбN та по вхідних, максимальне значення UбеN [1]

та (точка N на рис.2 і рис.1)

отже насправді даний режим є режимом АВ, оскільки при малому рівні вхідного сигналу даний ПП працює в режимі А, завдяки чому зникають нелінійні спотворення (по парним гармонікам) на початкових ділянках вхідної характеристики. Але так як

та

то при великому сигналі ПП фактично працює в режимі В.

1.3. Визначимо режим роботи транзистора по змінному струму

Динамічна лінія навантаження одного транзистора, без врахування впливу колекторного струму іншого транзистора визначається точками N та P, але оскільки в моменти часу , коли Uвх=0, ПП переходить в режим А (при якому , то еквівалентна динамічна лінія навантаження буде визначатися точками N

та M(рис.1) )

1.3.1. Визначимо еквівалентний опір колекторного кола по змінному

струму [1]

1.3.2. По рис.2 визначаємо вхідний опір транзистора в схемі з загальним емітером [1]

Тоді

1.4. Визначимо електричні параметри трансформатора.

1.4.1. Знайдемо необхідний коефіцієнт трансформації n вихідного трансформатора (для одного плеча) [1]