Електричні розрахунки каскадів підсилювача потужності

2 Електричні розрахунки каскадів пристрою

2.1 Розрахунок підсилювача потужності

Таблиця 2.1.1 – Вхідні дані розрахунку підсилювача потужності

          Практична реалізація принципової схеми підсилювача потужності, яка маже забеспечити потужність Р₀=100 Вт  представлена на рисунку 2.1.1.Для підвищення потужності до Р₀=200 Вт, потрібно дані мікросхеми розташувати на радіаторі.  

Рисунок 2.1.1 – Принципова схема підсилювача потужності на ІМС

Оскільки  весь підсилювач потужності не має активних елементів, окрім мікросхем, а також використовується типове включення мікросхеми, тому у даному пункті курсового проектування визначаємо лише вхідну розділову ємність підсилювача. Вхідними даними для розрахунку є параметри мікросхеми та визначені в п 1.8 значення коефіцієнта частотних та нелінійних спотворень. Для даної частини схеми необхідно забезпечити М_н = 1,6 дБ при величині вхідного опору мікросхеми R_вх = 100 кОм. Тобто на нижній граничній частоті смуги пропускання, визначеній в ТЗ, зниження рівня сигналу по відношенню до максимального має становити 1,2. Такий показник зумовлений тим, що у типовому ввімкнені мікросхеми вмикаються додаткові схеми корекції амплітудно – частотної характеристики, які дозволяють «вирівняти» амплітудно частотну характеристику, спотворену розділовою ємністю. Користуючись наступною умовою визначаємо величину розділової ємності підсилювача потужності за формулою

                                    ,                               (2.1.1)

(нФ).

Для забезпечення необхідного рівня частотних спотворень необхідно вибрати розділову ємність, яка б задовольняла вимогам виразу 2.1.1, тобто була не меншою ніж 0,5 нФ.

Визначення  рівеня нелінійних спотворень підсилювача потужності буде проходити за допомогою   характеристик, що наведені у паспорті мікросхеми [4].

З графіку, представленому на рисунку 2.1.2 видно, що у самому гіршому випадку, тобто при роботі на верхній частоті, при роботі підсилювача з потужністю, заданою згідно ТЗ маємо коефіцієнт нелінійних спотворень на рівні 0,1 %.

Рисунок 2.1.2 – Графік залежності коефіцієнта нелінійних спотворень від вихідної потужності підсилювача

2.2  Розрахунок регулятора тембру

У ТЗ регулятор тембра повинен послаблювати та підсилювати вхідний сигнал на 16 дБ в області НЧ та ВЧ . Тому було обрано схему регулятора тембру з паралельним включенням регулюючих потенціометрів (Рис.2.2.1) [6]

Таблиця 2.2.1 – Вхідні дані розрахунку регулятора тембру

Рисунок 2.2.1 –Регулятор тембру

Розрахунок регулятора проводимо по методиці [6]

Розраховуємо повний діапазон ругулювання АЧХ підсилювача в області НЧ та ВЧ

                                                                                    (2.2.1)

де N глибина регулювання задана в ТЗ;

Знаходимо значення опорів регулювання по НЧ та ВЧ. З метою усунення шунтування вхідним опором підсилюючого каскаду схеми регулювання, вибір  та   проводиться згідно з умовою

Для підсилюючого каскаду на польовому транзисторі з p-n переходом велечина лежить в межах 40-100кОм,

                                            =50 кОм.

Знаходим велечину опору резистора R2

,                                               (2.2.2)

де

.

 Визначаэмо велечину опору резистора R1

                                               ,                                        (2.2.3)

де

.

Знаходимо велечини конденсаторів С1 та С2

                                    (2.2.4)      

                                                (2.2.5)

Підставивши данні отримаємо

.

Знаходимо велечину резистора R3 згідно с з умови

.                                      (2.2.6)

Підставивши дані отримаємо

.

Знаходимо велечини конденсаторів С3 та С4 за формулами

                                         (2.2.7)

                                              (2.2.8)

Підставивши данні отримаємо

Визначаэмо значення конденсатора Ср

,                                 (2.2.9)

.

Виходячи зі стандартної схеми ввімкнення ІМС та її параметрів вибираємо максимально-допустиму напругу для конденсаторів 50(В) та відповідно потужності для резисторів 0,25(Вт) для змінних та 0,125(Вт) для постійних.