Проектирование и расчет двухкаскадного видеоусилителя (коэффициент усиления - 15, нижняя граничная частота - 50 Гц, верхняя граничная частота - 6,5 МГц), страница 3

P_k1 = (U_o -U_н) I_кmax    

P_k1 = (16-13) * 0.0315 = 94.5 мВт

5.1.6. Найдем величину резистора R₂

R₂  = U_н / I_R2

I_R2 = 0.5 I_бmax = 0.39 мА

R₂ = 33333 Ом, или из стандартного ряда R₂ = 33 кОм

5.1.7. Выбираем тип транзистора VT2

I_кmax должен быть больше чем сумма I_бmax  и I_R2 

I_бmax  + I_R2 = 0.78 мА + 0.39 мА = 1.17 мА     [3].

I_кmax = 1.17 мА

Выбираем транзистор КТ 315 Б.

U_кэнас = 1 B

I_kmax  = 100 мА

P_к = 150 мВт

B_min = 50

Мощность рассеиваемая на VT2 - P_k2 =  3.51 мВт

5.1.8. Найдем значение базовых токов VT2

       [3]

5.1.9. Найдем значение резистора R₁

        [3]

R₁ = 478.21 Ом =470 Ом

5.1.10.Коэффициент стабилизации стабилизатора  [3]

5.1.11.Максимальное значение потребляемого тока выпрямителя

I_o = I_СТ.max ^* + I_R2 + I_нmax = 9.6 мА+0.39 мА+31.5 мА =45.49 мА

5.1.12.Расчет RC- фильтров для сглаживания напряжения на выходе выпрямителя.

Падение напряжения на RC- фильтре должно быть не более 10-20% т.е.   [3].

U_Ф = (0.8...0.9)U_o

U_ф - напряжение на входе RC - фильтра

U_o - напряжение на выходе выпрямителя

U_o = 20 В

Сопротивление фильтра R_ф = (U_o - U_ф) / I_o = 87.9 = 91 Ом

Фильтрующую емкость выбираем согласно [3] табл. [5] относительно коэффициента пульсаций = 0.1

С_ф = 1000 мкФ  25 В

5.2.Расчет выпрямителя.

Исходные данные:

U_o = 20 В                                        U₁ = 220 В

I_o = 45.5 мА                                    a_max = a_min = 0.05

R_H = U_o / I_o = 430 Ом                     f_c = 50 Гц

P_o = U_o I_o = 910 мВт

= 0.1 - коэффициент пульсаций

1) Определяем сопротивления трансформатора r_тр, вентиля  r_пр и по их значениям находим сопротивление фазы выпрямителя r_ф.

      [3]

Выбираем ориентировочно тип диода для определения сопротивления диода в прямом направлении r_пр .

Выберем диод  Д223:

I_пр.ср = 50 мА

U_обр.max = 50 В

U_пр = 1 В

r_пр = U_пр / I_пр.ср = 10 Oм

r_ф = r_тр + 2r_пр + 0.1 R_ф = 150 Ом

Определяем параметр А=I_o r_ф / 2 U_o= 0.535

по [3] таблице 9.3 найдем параметры B, D, F :

B=1.28, D=1.9, F=4.7

Определим U₂, I₂, U_обр.max , I_пр.ср ,

U₂  = Bu_o =25.6

I₂ = 0.71Di_o =61.37 мА

U_обр.max =1.41 B U_o (1+a_max) = 37.9 B

I_пр.ср = I_o = 45.5 мА

S_г = 0.7 BDP_o = 1.549 Вт

5.3.Расчет трансформатора.

Исходные данные:

U₁ = 220 B

U₂ = 25.6 B

I₂ = 61.37 мА

I₁ = 14.6 мА

f_c = 50 Гц

По габаритной мощности трансформатора S_г выбираем магнитопровод на     данную мощность.

S_cS_ок = S_г / (2.22 f_cBjk_мk_c) = 1.267 где,

k_c = 0.9, k_H = 0.35, B=1.2...1.3 T , j=3.5А/мм²

Выбираем стандартный магнитопровод, у которого произведение S_cS_ок  боль-ше,  либо равно рассчетному - S_cS_ок = 1.35

Выбрав магнитопровод находим его основные параметры.

Тип магнитопровода ШЛМ

Типоразмер ШЛМ 1012.5

Определяем число витков обмоток трансформатора:

    [4]

Определяем диаметр проводов обмоток трансформатора (без учета обмоток   трансформатора) D = 0.07 , ПЭВ - 2

Примерные габариты трансформатора 8 см5 см 5 см.

6.Выводы.

Спроектированный видеоусилитель обеспечивает заданные параметры:

-  полосу пропускания: от 50 Гц до 6.5 МГц

-  коэффициент усиления по напряжению: 15

-  сопротивление нагрузки 2 КОм и др.

Схема данного усилителя является одним из оптимальных способов реализации этих параметров.Анализ и расчет схем усилителей с ОК и ОЭ достаточно прост и удобен ,  но в то же время учитывает практичесеи все наиболее необходимые параметры,а так же анализ и расчет этих схем очень хорошо описан во многих источниках ( [1] , [3] , [4] ).

 При расчете данного видеоусилителя часто были использованы приближенные формулы ,которые только приблизительно учитывали некоторые параметры не поддающиея точному вычислению или пренебрегали ими.Поэтому результатам расчетов свойственны определенные погрешности.Их следует считать (в определенной степени) грубым приближением,которое необходимо уточнять в ходе настройки реальных схем.

Так же некоторая погрешность будет возникать из-за того,что рассчитанные номиналы некоторых элементов схемы не соответствуют номиналам реально существующих элементов.  

7.Список литературы.

1.Забродин Ю.С., «Промышленная электроника», Москва «Высшая школа», 1982, 500 c.

2.Малинин Р. М. «Питание радиоаппаратуры от электросети», М., «Энергия», 1970, 120c.

3.Гусев В. Г., Гусев Ю. М., «Электроника», М. «Высшая школа», 1991 ,

620 c.

4.Г. С. Остапенко Г. С., «Усилительные устройства», М. , «Радио и связь», 1989, 400 c.