Техническое задание на проектирование УНЧ. Постановка и анализ задачи, страница 3

На семействе выходных характеристик транзистора VT3 (КТ882А) строим нагрузочную прямую. Напряжение питания равно E_п/2-U_R1. По характеристикам транзистора (Рис. 7.) определяем величины:

Входное сопротивление оконечного каскада по переменному току:

В результате расчета параметров ОК определены:

Максимальное напряжение возбуждения:

максимальный ток возбуждения:

входное сопротивление: 

напряжения смещения:

которые являются исходными данными для расчета предоконечного каскада.

2.2. Расчет предоконечного каскада.

Как отмечалось ранее в предоконечном каскаде целесообразно использовать однотактный резисторный каскад (см. Рис. 8). Кроме R_б1, R_б2, R_э, С_р, и С_э  предоконечный каскад содержит схему смещения, которая задает напряжение смещения  на транзисторы VT3, VT4. Транзистор VT5 должен удовлетворять следующим условиям: максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер граничная частота транзистора должна превышать в 2-3 раза f_в; максимально допустимый коллекторный ток максимальная рассеиваемая на коллекторе мощность  Этим требованиям удовлетворяет транзистор 2T509A (см. Приложение А).

При расчете ПОК может возникнуть противоречие между возможной и требуемой  амплитудами сигнала на выходе ПОК. Действительно, максимально возможный размах напряжения на выходе ПОК равен:, а требуемая амплитуда возбуждения ОК:  . Поэтому для нормальной работы ПОК необходимо, чтобы

Выберем положение рабочей точки транзистора на характеристике VT5 (см. Рис. 9.):

возьмем  тогда  при

Рис. 9. Выходные и входная характеристики транзистора 2Т509А

На характеристике строим нагрузочную прямую по постоянному току. Она проходит через точки (E_п;0) и и отсекает на оси токов в величину Сопротивление транзистора по постоянному току  Выбирать номинал R_э следует исходя из того, что (сопротивление эмиттерного перехода), кроме того коэффициент усиления тока базы должен мало изменяться при изменений тока коллектора. По указанной причине сопротивление резистора R_э обычно не превышает 25…100 Ом. Зададимся номиналом  Вычислим коллекторное сопротивление:

ближайшее значение по стандартизированному ряду

Строим линию нагрузки по переменному току. Для этого вычисляем:

сопротивление нагрузки по переменному току:

точки:

а затем соединяем точки и  прямой линией и сносим ее параллельным переносом в рабочую точку.

Как видно из Рис. 9. при такой нагрузке не обеспечивается нужный размах выходного напряжения. Поэтому надо либо увеличить напряжение питание и пересчитать оконечный каскад, либо применить другое схемотехническое решение, например, использовать вместо коллекторной нагрузки R_к динамическую нагрузку (см. Рис.10.).

Динамическая нагрузка - это схема с общей базой, собранная на транзисторе другого типа проводимости, чем VT5, работающая в режиме А.  Последовательное включение двух транзисторов стабилизирует их рабочий режим, т.к. VT6  по отношению к VT5 является генератором  стабильного тока, а VT5 по отношению к VT6 – токоотводом. Для расчета режима VT6 следует иметь ввиду, что его коллекторный ток равенпри соответствующем базовом напряжении   В качестве VT6 берем транзистор 2Т504А (см. Приложение А). Из характеристик видно, что ток  обеспечивается при  Ток через диод VD1, возьмем  В качестве VD1 можно использовать низковольтный стабилитрон, будем использовать стабилитрон 2С482А (см. приложение А).

Величины резисторов. При этом  – номинальное   напряжение база-эмиттер транзистора. По приведенным выражениям найдем номиналы резисторов:

Ближайшие  значения по стандартизированному ряду:

С введением динамической нагрузки выходное сопротивление ПОК по переменному току будет много больше, т.е. и нагрузочная линия займет более пологое положение (см. Рис.9.). Т.о.  Соединяем точки и  прямой линией и сносим ее параллельным переносом в рабочую точку и определяем значения: