Разработка и построение группового усилителя для многоканальной системы передачи

Когда величина i_к0>P_k/U_k0 , фактический коэффициент использования транзистора получается меньше 0,7:

x_ф = Ö(2*Р_отд)/U_к0*i _к0)   = Ö( 2*46,95*10^-3)/(8*42*10^-3)  =  0,52 £ 0,7.

2.4.Расчет необходимой стабилизации режима работы транзистора ОКУ.

Стабилизация режима работы транзистора ОКУ обеспечивается отрицательной обратной связью по постоянному току (ООСПТ). В схеме с эмиттерной стабилизацией ООСПТ является последовательной и создается включением в эмиттерную цепь достаточно большого сопротивления (Rэ.ок.)

Целью стабилизации является обеспечение одинаковых условий работы транзистора при заданном разбросе h_21.э и изменением температуры окружающей среды. Для транзистора ОКУ величина допустимого приращения тока iк0.доп.определяется предельным положением точки покоя, при котором еще обеспечивается получение от транзистора требуемой выходной мощности. Это приращение коллекторного тока определяется соотношением :

D i _k0.доп. = (U_к0*(1-x_ф) - (1+x_ф)* i _k0*r_нас)/(R_н= + r_нас).

Для трансформаторного каскада усиления при КПД трансформатора близком к единице

 R_н= @ R_э.ок. = (Е_п- U_к0)/( i _k0+ i _б0) = (23-8)/(42+0,4)*10^-3 = 354 Ом.

D i _k0.доп. = (8 * ( 1 – 0,52) - (1+0,52)* 42*10^-3*9,7)/(354 + 9,7)= 8,85 мА.

При отсутствии стабилизации изменение постоянного тока может быть значительно больше допустимого. Когда конечный каскад отделен по постоянному току от предоконечного, максимально возможное положительное приращение коллекторного тока:

 D i _k0 =  i _k0.макс. -  i _k0. , где i _k0.макс. = h_{21э.макс}.* i _б0 + (1 + h_{21э.макс}.) * I_{б k0.макс.}

h_{21э.макс}.- наибольший для выбранных условий работы статический коэффициент усиления по току, определяется следующем выражением:

h_{21э.макс}.= 3,33*h_{21э.мин..}

h_{21э.макс}.= 3,33*60 = 200

I_{бk0.макс.}= I_{бk0.Тп.спр.}*3^{(Тп.max – Tn/спр)/10}, но Т_п.max>>T_п.спр, тогда

I_{бk0.макс}=10*10^-6*3^2,22=114,6 мА

I_k0.max=0.4*10^-3*200+(1+200)*114.6*10^-6=103 мА

D i _k0=103-42=61 мА

I_{бk0.макс.} – обратный ток коллектора, определяется по приводимым в справочниках данных, с учетом того, что при увеличении температуры обратный ток коллекторного перехода кремниевых транзисторов возрастает примерно в 3 раза.

Необходимая глубина местной отрицательной обратной связи по постоянному току в оконечном каскаде, позволяющая снизить изменение коллекторного тока до допустимой величины:

Fпосл.ок = D i _k0.макс./ Di _k0.доп = 61/8,85=6,8

2.5.Расчет оконечного каскада усиления по переменному току.

Расчет ОКУ по переменному току проводится для гармонического сигнала номинальной величины, при котором обеспечивается получение заданной выходной мощности в нагрузке. Абсолютные значения токов и напряжений транзистора связаны выходной и входной динамическими характеристиками, при чем за входную принимается характеристика при напряжении на коллекторе не равном нулю. Токи и напряжения на входе и выходе имеют постоянную и переменную составляющие. При усилении гармонических сигналов и не больших нелинейных искажений постоянные составляющие в режиме класса А мало отличаются от значений, определенных рабочей точкой. Оптимальное эквивалентное сопротивление нагрузки транзистора, обеспечивающее получение наибольшей выходной мощности при сравнительно малых искажениях  R_опт.=U_к0/i_k0 = 8/42*10^-3 = 190 Ом.

Номинальное амплитудные значения переменных составляющих выходного тока и напряжения (со стороны первичной обмотки выходного трансформатора):

U _мк = x_ф*U _к0 = 0,52*8= 4,16 В

I _мк = x_ф*i _к0 = 0,52*42= 21,84 мА.

i _ка = i _к0 + I _мк = 42 + 21,9= 63,9 мА.

i _кб = i _к0 - I _мк =42 – 21,9= 20,1 мА.

U_ка = U _к0 - U _мк = 8 - 4,16 = 3,84 В.

U_кб = U _к0 + U _мк = 8 + 4,16 = 12,16 В.

Точка покоя вместе с точками а и б определяют треугольники, площадь которых равна отдаваемой выходной мощности (рис.3.)

Р_отд.=U_mk-I_mk/2=4.16-21.9/2=45 мВт

Изменение входного тока относительно точки покоя в сторону