Проектирование трехкаскадного линейного усилителя с мощностью, отдаваемой в нагрузку 15 мВт, страница 3

где F΄3 – глубина ООС по напряжению ;

       F˝3 – глубина ООС по току .

   С целью упрощения расчётов примем следующие допущения :

·  активные сопротивления обмоток L4 и L5 равны нулю ;

·  КПД трансформатора hТ = 1 ;

·  в цепях подачи сигнала ОС на вход каскада существенных потерь не происходит.

   Исходя из этих допущений рассчитываем коэффициент передачи петли ООС по току и сопротивление резистора RЭF по формулам :

   Из стандартного ряда Е24 выбираем ближайшее значение RЭF = 33 Ом . Мощность резистора выбираем исходя из максимального тока коллектора Iкmax =28,3 мА . Тогда :

   Выбираем тип резистора - МЛТ-0,125 , точность ±5% .

Коэффициент трансформации по отношению к обмотке ,с которой снимается напряжение ООС принимаем равным :

где W5 и W4 число витков соответствующих обмоток трансформатора .

   Индуктивное сопротивление обмотки W5  много меньше сопротивления RЭF и им можно пренебречь .

   Общий коэффициент передачи цепей ООС оконечного каскада :

   Коэффициент усиления оконечного каскада (с цепью ООС) составит :

   Допустив уменьшение амплитуды сигнала ООС в корректирующих цепях на 20 % , принимаем коэффициент передачи цепи общей ООС равным :

   Для эмиттерной стабилизации тока покоя необходимо обеспечить падение напряжения на резисторах в цепи эмиттера в пределах Uэ =1,5…2 В . Тогда напряжение питания усилителя составит :

   Выбираем Uэ =1,8 В ; Е0 = 8 В .

   Рассчитываем величину сопротивления Rэ :

   По стандартному ряду Е24 выбираем ближайшее значение  Rэ =68 Ом , тип

резистора – МЛТ-0,125 , точность ±5% .

   Для расчёта сопротивлений базового делителя используем формулы :

 

где              - чувствительность изменения тока коллектора при изменении обратного тока коллектора . Выбираем                . При данной величине коэффициента чувствительности в заданном температурном режиме обеспечивается требуемая нестабильность тока покоя (10%) . Рассчитываем значения базовых резисторов :

   Из стандартного ряда Е24 выбираем ближайшие значения : Rб1 =910 Ом ; Rб2 =270 Ом. Тип резисторов – МЛТ-0,125 , точность  ±5% .

   С учётом двух последовательных по входу цепей ООС для получения заданной мощности в нагрузке на вход выходного каскада необходимо подать сигнал UвхF3 :

   Так как транзистор работает в режиме А , затухание нелинейности по второй и третьей гармоникам a΄Г2,3 в каскаде с ОЭ без обратных связей составляет примерно 40дБ. Соответствующий  коэффициент гармоник  К΄Г2,3 ≈ 0,01 , так как                            .

   С учётом обратных связей реальный коэффициент гармоник будет :

  По заданному затуханию нелинейности по второй и третьей гармоникам ( аГ2,3 = 75 дБ ) находим заданный на усилитель коэффициент гармоник :

   Отсюда находим глубину общей ООС :

     3.3.Расчёт каскада предварительного усиления .

   Так как параметры второго каскада известны , можно определить ток , который будет потреблять его входная цепь :

   По полученному значению входного тока второго каскада рассчитываем параметры и элементы схемы первого каскада (рис. 3.3.1.) . В качестве усилительного элемента используем транзистор КТ315В ( пункт 2 ) . Выбираем значение напряжения покоя близким к тому , при котором снимались паспортные данные транзистора Uк1 =5 В . Ток покоя выбираем равным Iк1 = 5 мА ( так как транзистор кремниевый ) . При используемом значении напряжения питания Е0 = 8 В ( пункт 3.2.) для достаточно эффективной стабилизации тока покоя необходимо обеспечить падение напряжения на резисторах в цепи эмиттера Uэ1 ≈ 0,2Uкэ = 0,2∙5 = 1 В . Находим сопротивление коллекторного резистора :

   По стандартному ряду Е24 выбираем ближайшее значение  Rк1 = 390 Ом , тип резистора - МЛТ-0,125 , точность ±5% .

   Находим сопротивление нагрузки переменному току :