Розробка структурної схеми гучномовця на дескретних елементах. Електричні розрахунки каскадів пристрою, страница 2

                                           r_б= t_к/С_к та fh_21Б = m f_гр ,                                     (2.3)

де           m= 1.6;

               C_k – ємність колекторного переходу;

               t_к – стала часу,

за довідником обираєм :

C_k = 60 пФ;    f_гр =3 МГц;  t_к=5000 пс, S₀=0.2 А/В.

Маємо:

 r_б =5000/60=83(Ом),

fh_21Б =1.6*3*10⁶ =4.8(МГц),

fy_21Б =4.8 10⁶ /(0.2*60)=0.4(МГц),

F_B =  0.4*10⁶(1+0.2*4)=0.72(МГц) > f_{В Т.З} .

          Для того щоб визначити тип транзисторів VТ2(VТ3) визначимо коефіцієнт підсилення по потужності каскаду на VТ4(VТ5). Так як він зібраний за схемою з СК, то:

Кр = 0,7h_21e = 0,7*25 = 17.5 ,

а відповідно вхідна потужність цього каскаду :

Р_вх = P_{вих VT2,VT3}  =Рвих.пл./ Кр = 2.2/ 17.5 = 0,13 Вт .

Знайдемо розсіювання на колекторі транзистора VT2(VT3):

P_{пл VT2}= P _VT2,VT3/2=0.13/2=0.065 Вт,

P_{k VT2 доп}³ P_{пл VT2}.( 1-h )/h=0.065*(1-0.45)/0.45=0.08 Вт.

Знайдемо напругу живлення та амплітуду колекторного струму:

Е_к = 2 (Ö 2 Рвих. Rн + Uост.),

                     Де R_H – опір навантаження каскаду VT2(VT3):

R_H= R_HVT4,VT5*h_{21e VT4,VT5}  = 4*25=60 Ом.

Маємо:

Е_к=2(Ö2*0.08*60+1)=8.2 В.

В свою чергу

U_ке.доп ³ Е_к /(0.8..0.9)=8.2/0.9=9.1В.

І_кМ = 2Рвих. / (Ек/2-Uост.) =  2*0.08/(8.2/2-1) = 0.05А < Ік_{мах.доп..}

І_к0 =(0.05-0.15) І_кМ=0.1*0.05=0.005А.

І_кдоп³ І_кМ + І_к0 =0.05+0.005=0.055А.

 

                     Виходячи з приведених обчислень  в якості VТ2 та VТ3 можна використати комплементарну пару транзисторів КТ502D та КТ503D з слідуючими параметрами:

Рк_{мах.доп.} £ 500m Вт ,  Ік_{мах.доп.} £ 300mА ,  h_21e = 40 ,  F_т = 5 МГц , U_{ке.мах доп}£ 60 В.

          Знайдемо опір навантаження каскаду на транзисторі VT1:

R_H= R_HVT2,VT3*h_{21e VT2,VT3}  = 60*40=2400 Ом.

          Знайдемо коефіцієнт підсилення по потужності та потужність що розсіюється на базі транзистора VT2(VT3):

Кр=0.7*h_{21e VT2}=0.7*40=28,

Р_вх = Р_VT2/ Кр = 0.08/ 28 = 0,0028 Вт .

          Оскільки транзистор Т1 працює в режимі класу А, його потужність, розсіювана на колекторі, повинна бути в 8...10 раз більше вихідної потужності:

Рк = 10*P _kVT1=10*0,0028 = 28 мВт,

          Визначемо напругу живлення каскаду VT1:

Е_к=2Ö2*0.028*2400+0.5=17 В.

В свою чергу:

U_ке.доп ³ Е_к /(0.8..0.9)=17/0.9=19В.

І_кМ = Рвих. / Ек =  0.028/17 = 0.0016 А.

І_к0 =(2..3) І_кМ=3*0.0016=0.0048А.

                    І_кдоп³ І_кМ + І_к0 =0.0016+0.0048=0.0064А.

      В даному випадку доцільно застосувати транзистор КТ3107Д , з параметрами :    Рк_{мах.доп.} = 300мВт ,  Uке_{мах.доп.} = 30 В ,  І_{к мах.доп.}= 100мА ,  F_т = 250МГц  ,

2.5 Визначення загального коефіцієнта підсилення каналу

                            за потужністю

          Для знаходження загального коефіцієнта підсилення каналу за потужністю використовується вираз:

Кр _{заг. (дБ)}= 10 Lg Рвих. а₁ а₂ а₃ а₄ / Рдж. ,

                       де

Рдж. = (U_mвх.)² / 2Rвих.дж. .

          В якості джерела збудження використовується  магнтна головка “Мрія”  , яка має слідуючі параметри :     Uвих. = 1м В ,  Rвих.дж. = 50 Ом ,   а звідси :

Рдж. =10^-6/100=10^-8 Вт.

          Враховуючи високі вимоги до частотних та нелінійних спотворень підсилювача, охопимо ККП  від’ємним зворотнім зв’язком (ВЗЗ), величина якого виражається через поправочні коефіцієнти: а₁= А₁² = 2² = 4 та попередні каскади деяким від’ємним зворотнім зв’язком а₂= А₂² = 2² = 4.  Окрім  того при наявності окремого регулювання тембру по НЧ, СЧ та ВЧ з глибиною +  15 дБ величина поправочного коефіцієнту а₃ = 32 , а також врачуємо деякий запас підсилення а₄ = 100.

          Отже отримаємо коефіцієнт загального підсилення:

Кр_{заг.(дБ)} = 10Lg 32*4*4*100/10^-8 = 115 дБ.

2.6  Визначення кількості каскадів підсилення