Найдём амплитуды тока и напряжения на выходе исходя из заданной мощности и сопротивления нагрузки
В
А
Eп = Um + Uост = 26.45 + 2 = 28.45 -> 28.5 В
Схема оконечного каскада приведена ниже.
Построим на выходной ВАХ динамическую характеристику и выберем рабочую точку A.
Выходная ВАХ приведена в Приложении, Рис. 1.
По выходной ВАХ определяем Eк0 = 29.5 В
Imax = Im + Iост = 0.53 + 0.02 = 0.55 А
Определим мощность 
отдаваемую
транзисторами в нагрузку [1, Стр.56]
Вт
Определим мощность, потребляемую каскадом
Вт
Определим мощность, рассеиваемую на коллекторах
Вт
Откуда на один транзистор приходится
Вт
По входной ВАХ определим амплитуды возбуждающих напряжения и тока, входную мощность, и среднее за период входное сопротивление.
Входная ВАХ приведена в Приложении, Рис. 2.
мВт
Ом
Выберем оптимальное сопротивление источника
входного сигнала 
Ом [1, Стр.18]
Построим проходную динамическую
характеристику 
Определим величину Ec и ik [1, Стр.50, 65]
для 
мА
В
А
для 
мА
В
А
для 
мА
В
А
для 
мА
В
А
для 
мА
В
А
В
По полученным точкам построим проходную характеристику.
Проходная характеристика приведена в Приложении, Рис. 3.
Методом пяти ординат найдём составляющие коллекторного тока и коэффициент нелинейных искажений
А
А
Коэффициент асимметрии ε=0,05
А
А
А
А
Определим мощность, развиваемую операционным усилителем предоконечного каскада
А
Вт
Определим полный коэффициент усиления по мощности
дБ = 35
Определим полный коэффициент усиления по напряжению
Определим частотные искажения в области верхних частот, вносимые транзистором
Частотные искажения меньше заданных M = 3 дБ.
Определим КПД каскада
Рассчитаем сопротивления резисторов R1 и R2, они равны и задают смещение:
КОм => 100 КОм
±10%
Мощность резисторов базы:
Вт
Возьмём резистор С2-23-0,125-100 кОм
Рассчитаем входные ёмкости C1 и С2 с учетом Мн:
=1.04мкФ => 1мкФ
Возьмём конденсатор К73-11-400-1мкф
Расчет термостабилизации
По выходной ВАХ определим допустимое отклонение коллекторного тока:
А
А
Рассчитаем 
и 
для температур от -15 до +40С:
По справочнику 
С/Вт.
Мощность в рабочей точке 
Вт
0C
0C
0C
0C
В
В
А/В
А
А
См
А < 0.04 А
А < 0.02 А
Стабилизация фиксированным током базы обеспечена.
Расчёт предварительного каскада
Рассчитаем коэффициент усиления
или 
дБ
В качестве предварительного усилителя выберем операционный усилитель 1408УД1 с параметрами:
дБ или 20000
Работа от двух источников +/-24...+/-30 вольт (от 7 до 40 В)
Ток потребления: не более 5 мА
0,5 МГц частота единичного усиления
1,5 В/мкс скорость нарастания
Входной ток не более 40 нА
Смещение нуля не более 8 мВ
Максимальное входное дифференциальное напряжение 43 В
Температурный дрейф смещения нуля не более 12 мкВ/°С
Дифференциальный коэффициент усиления не менее 70 000
Изготавливается в 14-выводных корпусах 201.14-10 и 201.14-1
Рассчитаем цепь обратной связи
Резистор R1 будет определять входное сопротивление, т.к. по заданию заданно не менее 200 Ом, выберем сопротивление резистора R1=1 КОм.
КОм
Ом => 1 Ком
Схема включения ОУ представлена ниже.
Заключение
В результате расчета УНЧ, который был сведен к расчетам оконечного каскада и предварительного, в качестве которого использовался операционный усилитель (ОУ), была построена топологическая схема оконечного каскада. Чтобы упростить схему и расчет использовался ОУ, который почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы.
Для оконечного каскада была выбрана двухтактная схема беcтрансформаторной связи на транзисторах, включенных по схеме с общим коллектором и режим работы АВ. Благодаря этому мы добились заданной мощности и получили заданный коэффициент гармоник.
КПД при этом получился почти 63%, что очень даже хорошо. Для режима А без трансформаторной связи, КПД теоретически мог быть до 25%, с трансформаторной связью - до 50%. Также в режиме А малые нелинейные искажения. Поэтому хоть и нелинейные искажения малы, но КПД тоже мал. Режим работы В применяется только в двухтактных схемах. Положительной стороной является высокий КПД, до 75%. Зато высокие нелинейные искажения. Режим работы АВ является некой «золотой серединой». Нелинейные искажения немного выше, чем в режиме А, зато КПД гораздо выше, и близок к режиму В. Также режим работы АВ, как и В используется только для двухтактных схем.
По заданию нам был задан коэффициент нелинейных искажений (гармоник) не более 6.5%. Зная то, что для однотактной схемы он равен 2…7%, а для двухтактной – 6…10%, было логично исходя из выше сказанного выбрать режим работы АВ, как самый оптимальный.
Список литературы
1. Под. ред. Р.А. Валитова, А.А. Куликовского «Апериодические усилители на полупроводниковых приборах», М., «Советское радио», 1968
2. Б.Л. Перельман «Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник», М., «Радио и связь», 1981
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.