На транзисторах VT8 и VT9 собраны цепи защиты выходного каскада от токов короткого замыкания в нагрузке. Резисторы R13, R14, обеспечивают управление защитными транзисторами при перегрузке (коротком замыкании) и термостабилизации выходного каскада в режиме покоя.
Транзситоры VT6 (VT6 и VT10), VT7 (VT7 и VT11) образуют два плеча выходного каскада.
Питание осуществляется двухполярным источником питания.
Рисунок 2 – Принципиальная схема выходного каскада
3.2Выбор схемы входного каскада
При выборе схемы входного каскада необходимо обеспечить высокое входное сопротивление для согласования усилителя с источником сигнала.
Обычно величину входного сопротивления входного каскада определяют из условия:
RinВхК>(1..5) Rг (3.2.1)
где RinВхК – входное сопротивление входного каскада;
Rг – внутреннее сопротивление источника сигнала.
С учетом данных технического задания, Rg = 6 кОм, следовательно, RinВхК должно находится в пределах:
RinВхК > (6..30) кОм (3.2.2)
Данная область значений входного сопротивления соответствует дифференциальному каскаду на биполярных транзисторах.
Установка на вход усилителя диф. каскада даст ряд преимуществ:
а) повышение температурной стабильности предварительного усилителя;
б) упрощается подключение обратной связи.
 |
Рисунок 3 – Принципиальная схема входного каскада
Дифференциальный каскад собран на биполярных транзисторах VT1 и VT2. В качестве источника тока служит резистор R3. Резистор R2 задает ток коллектора транзистора VT1 и одновременно определяет режим работы последующего каскада. Резистор R1 служит для коррекции входного сопротивления и компенсиции тока Iкбо.
3.3Каскады предварительного усиления.
Основным требованием, предъявляемым к каскадам предварительного усиления, является обеспечение предварительного усиления по напряжению при минимальных искажениях усиливаемого сигнала.
При выборе схем каскадов следует отдавать предпочтение биполярным транзисторам, как более надежным и дешевым. Поэтому в качестве каскадов предварительного усиления будем использовать каскады на биполярных транзисторах, включенных по схеме с общим эмиттером и работающих в классе АВ.
Расчет количества каскадов предварительного усиления следует производить, ориентируясь на худший случай. Это означает, что при расчете количества КПУ нужно принимать наименьшие коэффициенты усиления по напряжению, обеспечиваемые схемой с общим эмиттером (ОЭ) по справочнику.
Количество каскадов предварительного усиления определяется общим коэффициентом усиления УНЧ. Для его вычисления необходимо знать входное и выходное напряжения всего усилителя.
 |
где Unmax – амплитудное значение напряжения на нагрузке усилителя (выходное напряжение), В;
Pn – мощность, выделяемая в нагрузке, Вт;
Rn – сопротивление нагрузки, Ом.
 |
где Uinmax – амплитудное значение напряжения на входе усилителя (входное напряжение), В;
Rg – внутреннее сопротивление генератора, Ом;
Eg – значение источника напряжения генератора, В;
Rin – входное сопротивление входного каскада, Ом.
 |
где Kutr – коэффициент усиления УНЧ по напряжению (требуемый).
 |
где n – количество каскадов предварительного усиления.
Округляем n до ближайшего нечетного числа в большую сторону, в итоге n равно трем.
Данные приближения производятся с учетом того, что дополнительное усиление будет создаваться входным и выходным каскадами.
С учетом падения напряжения на транзисторе выходного каскада одного из плеч Ukenas для мощных транзисторов порядка 1 В ближайший по значению источник питания (округляемый в большую сторону) соответствует 20 В стандартного ряда.
3.4Цепь обратной связи
 |
Рисунок 4. Цепь ООС по постоянному и переменному току.
Цепь содержит резисторы Rос1 и Rос2, которые совместно с резистором R (в качестве которого, как правило, выступает входное сопротивление входного каскада усилителя) образует цепь ООС по постоянному и переменному току. Резисторы Rос1 и Rос3, а также конденсатор Cос2 реализуют ООС по переменному току. Конденсатор Сос1 необходим для коррекции АЧХ усилителя в области высоких частот.
В данной схеме УНЧ вводится последовательная ООС по напряжению (вход цепи ООС подводится ко второму плечу входного дифференциального каскада (ДК)).
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ.
4.1. Предварительный расчет усилителя мощности.
 |
где Inmax – амплитудное значение тока в нагрузке, А.
 |
 |
 |
где Ubenas=1,2 В – напряжение база-эмиттер насыщения выходного транзистора.
Выбираем выходные транзисторы, отдавая предпочтение комплементарным парам.
Исходными данными для выбора транзисторов служат: режим работы, амплитудное значение тока коллектора Ikm, максимальное напряжение коллектор-эмиттер Ukedop (допустимое), максимальная частота тока коллектора fv, требуемый коэффициент усиления по току, максимально допустимая рассеиваемая мощность Pkmax.
По справочнику выбираем транзисторы выходного каскада, удовлетворяющие следующим требованиям:
Ikdop >= Ikm = 6.5 А
Ukedop >= 2Eпит = 40 В
 |
fgr >= fmax = fv = 20 кГц
Соответствующие транзисторы приведены в таблице 4.1:
 |
Re=0.22 Ом
R12, R13 – C5 – 16 MB – 0.22 Ом (Р = 1 Вт).
 |
 |
4.2 Расчет выходного каскада и защиты по току.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.