Проектирование трехкаскадного линейного усилителя с мощностью, отдаваемой в нагрузку 15 мВт, страница 2

   Так как мы проектируем линейный усилитель , целесообразно принять Uкэ = 6 В .

   Находим ток покоя транзистора :

 Отмечаем выбранную рабочую точку на семействе выходных статических характеристик (рис.3.1.2).

 Через эту точку необходимо провести нагрузочную прямую так , чтобы транзистор отдавал мощность Pk» , достаточную для получения заданной мощности на выходе Рн .

где N2 – коэффициент запаса , учитывающий потери согласования и потери в цепях ООС. Принимаем  N2 =1,2 .

Определяем оптимальное сопротивление нагрузки Rk» в коллекторной цепи транзистора:

 Рассчитываем амплитуды переменных составляющих тока и напряжения в коллекторной цепи :

    Рассчитываем оптимальное напряжение питания :

   Через найденное значение Uп и рабочую точку ТП проводим нагрузочную прямую (Рис.3.1.2.).

        Ik,мА

         1

50                 Iб=0,55мА

                        0,5

40                       0,45

                           0,4   0,35

30                              0,3  0,25                 Ikmax

                                            0,2

20              тп0,15

  Ik                                                   0,1

10

                                                                Ikmin   Uкэ,В

 2                                                            2

  0    1     Uкэ 10Uп  15      20      25       30

Рис.3.1.2.Семейство выходных статических характеристик транзистора КТ315В.

Отмечаем максимальное и минимальное значения токов :

    По рисунку видно , что границы рабочего режима не выходят за пределы границ использования транзистора по току и напряжению (1-1 и 2-2).

    Рассчитываем максимальный и минимальный токи базы с учётом использования наихудшего транзистора :

            Iб,мА

    2,0

 

    1,6

  Iбmax                                                          

    1,2

 

    0,8

    0,4

  Iбmin

                                                       Uбэ,В

        0       0,2    0,4     0,6     0,8

Рис.3.1.3.Входная характеристика транзистора КТ315Б.

   Полученные значения отмечаем на входной характеристике (Рис.3.1.3.) и графически находим соответствующие им значения входных напряжений Uбэmax и Uбэmin .

                          Uбэmax = 0,71 В

                          Uбэmin = 0,6 В

   Определяем амплитуды входного тока Iбm и входного напряжения Uбэm :

   Тогда входное сопротивление транзистора V5 будет равно :

   Коэффициент усиления каскада по напряжению составит :

   Для того , чтобы данные вычисления были справедливы , необходимо выбрать следующие значения коэффициента трансформации n2  и активных сопротивлений его первичной r4 и вторичной обмоток r6 :

 где   r = 75 Ом - волновое сопротивление кабеля ;

     

-  отношение сопротивления первичной обмотки к пересчитанному сопротивлению вторичной обмотки . Так как трансформатор Т2  является выходным , выбираем с » 0,5 .

            hТ =0,9 -  КПД трансформатора (из пункта 2).

Подставляем значения :

Находим амплитуду сигнала на нагрузке :

     3.2.Расчёт стабилизирующих цепей .

   Заданная нестабильность коэффициента усиления на каскад DКF = 5% . Т.к. практически определено , что нестабильность коэффициента DК усиления на каскад при нестабильности тока покоя в пределах 10% составляет примерно 15% , для получения заданной нестабильности в схему выходного каскада введена цепь ООС глубиной F3 :

   Обратная связь в каскаде – комбинированная : по току и напряжению и последовательная по входу . При изменении нагрузки параметры каскада не должны меняться , т. е. изменение глубины ООС по напряжению должно компенсироваться соответствующим изменением глубины ООС по току и наоборот . С целью сохранения постоянных характеристик каскада необходимо выполнить условие :