Розробка схеми підсилювача нижніх частот відтворення для магнітофону, страница 4

3.1.3Розраховуємо середнє значення струму, що споживається від джерела транзисторами кінцевого каскаду VТ4,VТ5:

Ік0 ≥ ( 0,01...0,1 ) Ікm(VT4,VТ5)=0,02*3,3=66мА

Ікмах=Iкm(VТ4,VТ5)+IкО=2.22+0,066≈2,3 А < Iкмах доп=10 А

3.1.4. На статичних характеристиках транзисторів КТ818Б(КТ819Б) Рис.2.2 будуємо динамічну характеристику. По вхідних характеристиках транзисторів визначаємо відповідні значення :

Рисунок 3.2 – Статичні характеристики транзисторів КТ818Б(КТ819Б)

Ібm(VТ4,VТ5) = 97,5 мА , Іб0 (VТ4,VТ5)= 2,5 мА , U­б0(VТ4,VТ5)= 0,6 В , Uбm(VТ4,VТ5) = 0,9В .

3.1.5Визначаємо вхідну потужність, що розсіюється на колекторі VT3.

         Рвх=(Uкm+Uбm)Iбm/2=(18+0,9)97,5*10-3 /2≈1 Вт

3.1.6  Визначаємо вхідний опір змінному струму ділянки база-емітер транзисторів VT4, VT5

Rвх.пл.~=Uδm+Ukm/ Іδм=0,9+18/97,5mA=194Ом

3.1.7  Визначаємо  коефіцієнт підсилення по потужності і по напрузі

Кр=10LgРвих/Рвх=10Lg20/1=13,01 дБ

Кu=Ukm/(Ukm+Ubm)=18/(18+0,92)=0,94

                    3.1.8  Розраховуємо коефіцієнт нелінійних спотворень підсилювача потужності.

          а) Загальний коефіцієнт нелінійних спотворень складного кінцевого каскаду дорівнює сумі коефіцієнтів нелінійних спотворень каскадів на транзисторах Т2 і Т3 .  Розрахунок проводимо методом п’яти ординат:

Rг(Т2,Т3)=(0,2…0,5)Rвх.пл.~=0,4*194=77,5 Ом

          б) будуємо скрізну характеристику  Ік=f(Ег) , Рис. 2.3.   , де Ег - напруга еквівалентного генератора,  ЕгібіRг+U­бі ,   де    Rг=0,5Rвх.пл.~ . Розраховуємо текучі значення Ег для всіх значень колекторного струму.

                         Риснок 3.3 Скрізна характеристика

ЕГ1=100*10-3*77,6+1,5=9,26

ЕГ2=75*10-3*77,6+1,3=7,12

ЕГ3=50*10-3*77,6+1=4,9

ЕГ4=2,5*10-3*77,6+0,6=0,8

          в) на скрізній характеристиці відстань по осі напруг ділимо на чотири рівних відрізки та визначаємо значення додаткових величин колекторних струмів:

       Iмах=3,37       І1= 2,1       І0= 1,35            І2=0,5       Iмін=0,066            

          г) для методу п’яти ординат визначаємо п’ять значень величин струму: амплітуди 1,2,3 та 4-ї гармонік колекторного струму та середньої складової:

          I1m=(Imax.-Imin+I1-I2)/3=(3,37-0,066+2,1-0,5)/3=1,64

I2m=(Imax+Imin-2I0)/4=(3,37+0,066-2*1,35)/4=0,16

I3m=(Imax-Imin-2(I1-I2))/6=(3,37-0,066-2(2,1-0,5))/6=0,017

I4m=(Imax+Imin-4(I1+I2)+6I0)/12=(3,37+0,066-4(2,1+0,5)+6*1,35)/12=0,09

          д) розраховуємо коефіцієнт нелінійних спотворень:

          КГсе =Ö(I­2mb) 2+I3m2+(I4mb) 2/I1m

          де,    b=0,1…0,15 - коефіцієнт асиметрїї.

          Кгсе=Ö(0,16*0,1)2+(0,017)2+(0,09*0,1)2/1,64=0,015

          Дійсна величина коефіцієнта нелінійних спотворень

КГск(Т2,Т3)Гсе(1-Кuеп) ,   де

Кuеп(Т2,Т3)=Uкм(Т2,Т3)/(Uкм(Т2,Т3)+Uбм(Т2,Т3))=0,94

Звідси:      КГск(Т2,Т3)=9*10-4=0,09%

3.1.9Визначаємо величину розділової ємності Сд та її тип:

Сд>1/2pFнRн √ (Мн2-1)=1/(2*3,14*50*4√(1,332-1))=908мкФ

По ряду Е-24 Сд = К-50-6-1000мкФ´63 В -20%+80%

3.1.10 Уточнюємо величину частотних спотворень в області вищих частот:

Мвск= Ö1+(2pFв) 2 t еп2 (Т2,Т3)=√1+(2*3,14*14000)2(1,84*10-9)2­=1(0 дБ)­­

Со=Ск*h21емін +См = 115*10-12 20+20*10-12=2,3*10-9 Ф

Постійна часу емітерного повторювача дорівнює:

t еп=СоRн/1+SоRн=2,3*10-9*4/1+1*4=1,84*10-9 с

Мврозр.=Мвтр+Мвск<Мвпопер.розрах. ,

3.1.11  Знаходимо величини колекторного струму та потужності, що споживається від джерела живлення:

І0=0,32(Ікмк0(p - 1))=0,32(3,3+66*10-3(3,14-1))=1,1 А ,

Р0=ЕкІ0=40*1,1=44 Вт .

3.1.12  Вичисляємо коефіцієнт корисної дії підсилювача потужності:

h=(Рвих./Ро)100%= (30/44)100%=68 %

Рк=0,5Рвих(1-h/h)=0,5*30(1-0,68/0,68)=7 Вт‹Ркдоп. без радіатора=10 Вт

3.1.13 Разраховуємо опір навантаження  попереднього каскаду  підсилення Rн1  та  його тип :

Rн1=0,4*Ек/(І­­­коvт1+2Ібо.пп.)

де, величина колекторного струму на транзисторі VT3:

                 IкОvт1≥(1,2…1,3)[IкмінVТ1+IБМ.ПП.]=1,3[10*10-3+97,5*10-3]=0,14 А

                 Rн1=0,4*40/(0,14+2*2,3*10-3)=110 Ом

                 PRн1 =(0,4Ек)2/Rн=(0,4*40)2/110=2,3 Вт

            По ряду Е24 Rн1:ВС-5-110 Ом ±5% (вуглецевий)