Моделювання підсилювача запису магнітофона за допомогою схемного симулятора імпортного виробництва Electronics WorkBanch 5.0, страница 2

2.1 Вибір записуючої головки

Вибираємо магнітну головку  запису 3Д24.080 з параметрами:

            опір R_г=300 (Ом),

            індуктивність L_г=110 (мГн),

            струм запису І_з=0,1 (мА)

Для стабілізації струму запису розраховуємо включений послідовно з головкою опір:

R_ст=3,9×10^-3F_в(L_г+L_к)=3,9×10^-3×12 (110 +33)=6,7 (кОм),

де F_в - верхня частота діапазону (кГц);

    L_к=(0,05…0,5) L_г=0,3×110×10^-3=33 (мГн)

Вибираємо стандартний опір R_ст=6,8 (кОм)

Визначаємо величини ємності та індуктивності фільтру-пробки:

               L_к=(0,05….0,5)L_г=0,3×110=33 (мГн)

               С_к=25×10⁶/(f_п²×L_к)=25×10⁶/(60²×33)=210 (пФ)

               С_кор=25×10⁶/(F_в² ×L_г)=25×10⁶/(12²×110)=1,5 (нФ)

f_п­=60 (кГц) частота підмагнічування (кГц).

Опір резистора R1 (рис.1.):

                   R1=(0,02….0,03)f_пL_г=0,025×60×110=165 (кОм)

                   С1=(1,6….4,8)×10⁵/F_в×R1=4×10⁵/(12×165)=202 (пФ)

Вибираємо стандартні ємності:

С1=200 (пФ),

С_к=220 (пФ),

С_кор=1,2 (нФ) ,

R1=220 (кОм).

Загальний опір навантаження каскаду:

R_н=R_ст+R_г=9,8×10­³ +300=10,1(кОм)

Приймаємо R_н=10 (кОм).

Амплітуда напруги запису:

U_з=I_з×R_н=0,1×10^-3×10,1×10³=1 (B)

Потужність, яку повинен забезбечити підсилювач запису

Р_з=I_з×U_з=0,1×10^-3×1=0,1 (мBт)

Схема навантажувального кола наведена на рис.2.

Рис.1. Схема включення записуючої головки (з коливальним контуром).

2.2 Вибір схеми каскадів кінцевого підсилення

Так, як потужність, яку повинен розвивати вихідний каскад, має незначну величину, то вибираємо однотактний каскад на біполярному транзисторі, включеному по схемі з спільним емітером. Це забезпечує великий коефіцієнт підсилення по потужності.

Для зменшення величини нелінійних та лінійних спотворень застосуємо від'ємний зворотній зв'язок. Коефіцієнт зворотнього зв’язку вибираємо з виразу:

К_нb===1,

де А=(1+bК)-коефіцієнт зворотнього зв’язку який вибирається в межах А=1,5…5;

    К_н=5 – коефіцієнт нелінійних спотворень для даної схеми включення транзисторів.

Для нашого випадку вибираємо А=5.

2.3 Визначення корисної потужності, що забезпечується транзистором КПП

Величина потужності, яку віддає транзистор кінцевого каскаду підсилювача запису магнітофона, визначається за формулою:

Р_~T=P_вих=І_з²×(R_н/2)=(0,1×10^-3)²×(10×10³/2)=0,05 (мВт)

2.4 Визначення типу транзисторів підсилювача

Для  каскаду КП вибираємо транзисторКТ3102Б з параметрами:

Для каскаду ПП вибираємо транзистор КТ315В з параметрами:

Далі перевіримо придатність транзистора КТ3102Б для використання в кінцевому каскаді.

Визначаємо потужність розсіювання:

P_k =P_~T ;

Для режиму класу А: =0,25% — коефіцієнт корисної дії ККП. Тоді

P_k=0,05×10^-3=0, 15(мBт)<P_{k мах.доп}

Напруга живлення:

E_к=2(+U_зал)=2(+1)=4 (B)<(0,7-0,8)E_.ке.доп,

де U_зал-залишкова напруга, яка визначається сімейством вихідних характеристик транзистора ККП, E_.ке.доп-максимальна допустима напруга між колектором і емітером транзистора.

Визначаємо струм через транзистор в робочій точці:

І_к.о=3×І_з=3×0,1×10^-3=0,3 (мА)

Напруга коллектор-емітер в робочій точці:

U_{ке.о(КТ3102Б)}=0,3×U_ке.доп =0,3×50=15 (B)

Для обраних транзисторів виконуються умови:

І_к.о+І_з=0,3+0,1=0,4 (мА)<І_{к.мах.доп}

U_{ке.о(КТ3102Б)}>2U_з=2×1=2 (B)

I_к.о×U_{ке.о(КТ3102Б)}=0,3×15=4,5 (мВт)<0,5P_{к. мах.доп}

Так, як всі умови виконуються то даний транзистор підходить для даного каскаду по енергетичним показникам. Для  нормальної роботи транзистора необхідно також виконання слідуючої умови:

F_в<fh_21е,     (1),

де fh_21е-гранична частота передачі струму транзистора для схеми включення з спільним емітером. Знайдемо значення частоти fh_21е:

fh_21е=mf_гр/(h_{21e min}+1)=1,6×1800×10⁶/(200+1)=1,4 (MГц),

де m=1,6 – для дрейфових дифузійних транзисторів;

значить, умова (1) виконується. Можна зробити висновок, що обраний транзистор можна застосувати  при  побудові даного каскаду.

Перевіримо придатність транзистора КТ315В для використання в каскаді ПП. Визначаємо струм через транзистор в робочій точці:

І_{к.о(КТ315В)}=3×І_з=3×0,1×10^-3=0,3 (мА)