Расчет усилителя звуковых частот (выходная мощность - 2.5 Вт, коэффициент частотных искажений - 3 дБ), страница 2

Доля частотных искажений в области высших частот, приходящихся на оконечный каскад, равна:  

На каждый из остальных каскадов:

                             Расчет оконечного каскада усилителя

Схемой оконечного каскада выберем двухтактный безтрансформаторный усилитель мощности с дополнительной симметрией. Транзисторы включены по схеме с общим коллектором (для обеспечения коэффициента гармоник не больше заданного).

1.  Определим с небольшим запасом мощность, которую должны выделять транзисторы обоих плеч каскада:

2.  Определим максимальное значение коллекторного тока:

3.  Минимальное напряжение, отсекающее не линейную часть характеристики:

4.  Найдём требуемую амплитуду напряжения на нагрузке:

В

5.  Выберем напряжение источника питания:

Для обеспечения большего КПД оконечного каскада выберем напряжение источника питания .

6.  Проведём на выходных характеристиках(рис 2)  нагрузочную прямую так, что бы максимальное напряжение на коллекторе не превышало допустимого и прямая удовлетворяла получению заданной мощности на заданной нагрузке.

7.  По входной динамической характеристике (рис. 2) определим амплитуды возбуждающих напряжений и кока. Входную мощность и среднее за период входное сопротивление:

  

  

8.  Определим мощность, отдаваемую транзистором в нагрузку:

9.  Определим мощность, потребляемую оконечным каскадом от источника питания:

Определим мощность, рассеиваемую на коллекторе одного транзистора:

10.Определим КПД выходного каскада:

11.Выберем оптимальное сопротивление источника входного сигнала:

На одно плечо будет приходиться:

12.Строим проходную динамическую характеристику (рис. 3):

i_k=f(E_c), E_c=i_б ^. R_c+U_бэ

           а) I_б=0.1μА, U_б=0.66В, i_к=20 μА,

               Е_с=0.1^.10^{-3 .} 2408+0.66=0.9В,

           б) i_б=0.25 μА, U_б=0.7В, i_к=28 μА,

               Е_с=0.25 ^.10^{-3 .} 2408+0.7=1.3В,

           в) i_б=0.5 μА, U_б=0.8В, iк=60 μА,

               Е_с=0.5 ^.10^{-3 .} 2408+0.8=2В

           г) i_б=1 μА, U_б=0.9В, i_к=70 μА

               Е_с=1^.10^{-3 .} 2408+0.9=3.3В 

          д) i_б=3 μА, U_б=0.78В, i_к=170 μА,

              Е_с=3 ^. 10^{-3 .} 2408+0.78=8В

          е) i_б=5 μА, U_б=1.25В, iк=295 μА,

              Е_с=5 ^. 10^{-3 .} 2408+1.25=13.3В.

На проходной характеристике определим положение рабочей точки А^|| и                      амплитуду э. д. с. возбуждающего сигнала :

 

 

13.Методом пяти ординат определим составляющие коллекторного тока и коэффициент не линейных искажений :

Зададимся коэффициентом асимметрии , тогда:

 

Рассчитаем мощность, развиваемую транзисторами предоконечного каскада:

14.Определим полный коэффициент усиления по мощности :

15.Рассчитаем значения резисторов  и :

Возьмём  и равными 200кОм.

16.Определим величину разделительной ёмкости:

Возьмём конденсаторы ёмкостью 10мкФ.

Расчёт надёжности работы усилителя

Для оконечного каскада составим таблицу:

По данным таблицы построим графики зависимости вероятности безотказной работы от времени:

Графики будут иметь следующий вид:

Определим среднее время наработки до отказа оконечного каскада: