Розробка схеми підсилювача нижніх частот відтворення для магнітофону, страница 3

          Коефіцієнт підсилення попереднього каскаду за потужністю дорівнює:  

Кр_V1= 10 Lg 0,3 h_21eмін ² = 10 Lg 0,3 *40² =26,81дБ

          В попередніх каскадах , що передують каскаду на транзисторі V1 , бажано використати  транзистор КТ 3102А  який має параметри:

 Uке_мах =50 В, Iке._доп =100 мА, Рк._доп=250 мВт, h_21emin=100,  в якому коефіціент

                                            Кр_се. = 10 Lg 0,3 h_21eмін²  .

                                           Кр_се=10Lg0,3*100²=34,8 дБ

       Застосуємо два каскада на транзисторі КТ3102А.

      Отже, загальний коефіцієнт підсилення по потужності усього підсилювального каналу дорівнює:

Кр_∑(дБ) = Кр_ск +Кр_т1 +2Кр_се =11,5+26,8+2*34,8=107,9 дБ

          Отримана величина   Кр_∑>Кр на 6,1 більше, що допустимо і свідчить про те, що транзистори підібрані вірно.

2.7 Розрахунок співвідношення сигнал / шум.

              Величина мінімальної вхідної напруги при заданому в ТЗ співвідношенню сигнал/шум при n = 60 дБ = 1000 раз визначається за формулою:

Uвх._min= 0,125 n Ö Rвх. DF F_ш  ,

DF = Fв - Fн = 14000-50=13.95 kГц

        де     

Rвх. ≈ Rвих.=200 Ом,  Fш≥2  дБ(1,58)

Тоді            Uвх._min= 0,125*10000 Ö 0,2*11,95*1,58=2,4mВ < U_mвх.=2,7 мВ

          З тотожності видно,що транзистор першого каскаду обраний вірно.При заміні  магнітної головки необхідно враховувати параметри вибраної магнітної головки.

2.8 Розподіл частотних та нелінійних спотворень по каскадах.

          Розраховуємо величину коефіцієнта частотних спотворень   Мв:

          а) частотні спотворення Мв, що вносяться безпосередньо транзисторами:

КТ818Б і КТ819Б . При включенні його за схемою з СК:

Sо≈1 А/В , τ_к=1 нс , Ск=115 пФ , r’_б=τ_к/Ск=8,7 Ом

F_Y21к= F_Y21e(1+S₀Rн.гр.) = Fh_21б (1+S₀Rн.гр.) /So*r’_б ,  Fh_21б≈h_21emin*Fh_21e/1+h_21emin≈Fh_21e ,

F_Y21k=3*10⁶(1+1*4)/1*8,7=1,72*10⁶ Гц

Чатотні спотворення в області верхніх частот знаходимо за виразом:

Мв = Ö 1+ (Fв/ F_Y21k.)² =Ö 1+ (14000/_.1,72*10⁶)^{2 =}1(0дБ)

КТ815Б (СЕ) :  So≈0,5 А/В , r’_б≈20 Ом , F_Y21e=300кГц , Мв=1(0дБ)

КТ3102А (СЕ) : So≈50 мА/В , r’_б≈80 Ом , F_Y21e=62,5 МГц ,Мв = 1(0дБ)

б) частотні спотворення  Мв, що вносяться елементами, дБ :

підсилювач потужності - каскад на VТ4(VТ5)(СК) – 0,3

каскад  VТ3(СЕ) – 0,2

2 каскада  на КТ3102А (СЕ)– 2*0,2=0,4

          Звідси загальна величина частотних спотворень:

Мв_∑(дБ)=  0,2+0,2+0,2+0,3=0,9 дБ ,

 в)Частотні спотворення Мн, що вносяться елементами, дБ :

КТ818Б(КТ819Б)(СК): 0,2

КТ815Б(СЕ): 0,8

КТ3102А(СЕ): 2*0,75=1,5

          Сумарні частотні спотворення дорівнюють сумі частотних спотворень кожного каскаду

               Мн_∑=0,2+0,8+1,5_.=2,5дБ

г)Росподіл нелінійних спотворень Кн,%

КТ818Б(КТ819Б)(СК): 0,8

КТ815Б(СЕ): 0,7

КТ3102А(СЕ): 2*0,1=0,2

        Сумарно  Кн=0,8+0,7+0,2=1,7%<Кн_тз

Вимоги до частотних і нелінійних спотворень, а також до співвідношення сигнал/шум виконані відповідно до умов технічного завдання.

На підставі проведених розрахунків виникає така структурна схема

VT4 Kp=11,5Дб MH=0,2Дб MB=0,3Дб Kr=0,8%

   

 

Рисунок 2.1 Структурна схема пристрою

3.ЕЛЕКТРИЧНІ РОЗРАХУНКИ КАСКАДІВ  ПРИСТРОЮ

3.1. Розрахуноккаскадівкінцевогопідсилення.

Вихідні дані каскаду для розрахунку:

Рвих. = 30 Вт ,

Rн = 4 Ом ,                                                            

Кн = 0,8 % , Мн = 0,55дБ,                                                                                   

           Мв = 0,3 дБ ,

Кр(дБ) = 11,5 дБ ,

Fн=50Гц ,                                                               

Fв=14кГц                                                   

Рисунок 3.1- Каскад кінцевого підсилення

3.1.1Визначаємо на вихідних характеристиках кінцевих транзисторів значенняамплітуди напруги на колекторв

Uк_{min(VТ4,VТ5)} ≈  2 В .

3.1.2Знаходимо амплітуду імпульсу колекторної напруги та струму:

Uк_m(VТ4,VТ5) = Ек/2 - Uк_{min(VТ4,VТ5)} = 40/2 - 2  = 18 В ,

Ік_m(VТ4,VТ5) = 2 Рвих./ Uк_m(VТ4,VТ5) = 2*20/18 = 2.22А ,