Электрический расчет каскадов усиления и регулирования. Расчет предварительного каскада. Расчет входной разделительной емкости, страница 3

25.  Входная емкость плеча рассчитываемого каскада.

C_ВХ=0,16/[f_Г×(r_Э+ R_ВХ.Э)]+С_К=0,16/{1500×10⁶(4.028+303.248)}+2пФ=2,347пФ

26.  Расчет каскада по постоянному току:

1.  Задаемся величиной потенциала базы выходных транзисторов VT4 и VT6 U_Б=5,6В. Тогда потенциал коллекторов транзисторов VT3 и VT5 равен          U_К=U_Б-0,6В=5В.

2.  Выбираем напряжение низковольтных источников питания E⁺= E^-_Г=9В.

3.  Потенциал базы U_Б задаем с помощью [8] стабилитрона KC 156 c напряжением стабилизации U_СТ=5,6В и минимальным током стабилизации I_СТ=5мА. R₂=(E₁⁺-U_СТ)/I_СТ=9-5,6/5×10^-3=680Ом

4.  Определяем необходимое напряжение высоковольтного источника питания: E⁺₂=E₀⁺+E⁺₁=52+9=61В.

5.  На семействе выходных статических характеристик транзистора KT604Б (рис.4) строим нагрузочную прямую переменного тока для R_N=430 и напряжения коллекторного питания E₀⁺=52В. В рабочей точке А (Рис. 4) ток коллектора каждого плеча каскадного ДУ I_КО=I₀/2=111,63/2=55,8А. Напряжение коллектор - эмиттер U_КЭ= E₀⁺- R_N(I₀/2)=52-430×55,8×10³=28В.

                                                            Рис. 1

6.  Определим мощность, рассеиваемую на коллекторе каждого выходного транзистора (VT4,VT6): P_K=(I₀/2)×U_КЭ=55,8×10³×28=1,56Вт. Допустимая мощность рассеивания выбранного транзистора P_К=3Вт, следовательно, транзисторы выбраны правильно.

27.   Вычислим коэффициент усиления по напряжению K_u всего плеча выходного усилителя с учетом коэффициентов передачи каскадов и делителей напряжения, образованных входными и выходными сопротивлениями отдельных каскадов.

K_u=K₁×K₂×K₃×K₄ , где K₁ – коэффициент усиления плеча каскодной схемы ДУ с учетом ОС. K₂ -коэффициент передачи каскада с ОК. K₃ - коэффициент передачи делителя, образованного выходным сопротивлением источника сигнала (R_i=330Ом) и входным сопротивлением плеча схемы ДУ усилителя (R_ВХ=38,72кОм). K₄ -коэффициент передачи делителя, образованного выходным сопротивлением каскада с ОК и входным сопротивлением каскада с ОЭ.

K₁=103.26.

K₂=S×R_n/(1+S×R_n)=0.248×303.248/(1+0.248×303.248)=0,984.

K₃= R_ВХ/(R_ВХ+R_i) =38,72/(38,72+0,33)=0,992.

K₄= R_ВХ.Э/(R_ВХ.Э+R_ВЫХ)=303.248/(303.248+6.159)=0,98  

K_u=103.26×0.984×0.992×0.98=98.732.

28. Необходимое входное напряжение: U_ВХ=U/K_u=0,5×U_ВЫХ/K_u=0,203В

4.2. Расчет предварительного каскада.

Необходимо обеспечить усиление K_yc=800. Следовательно, коэффициент усиления предварительного каскада K_uп= K_yc/K_u=800/98,732=8,1027.

Напряжение на выходе предварительного усилителя:  U_Вых.=0,203В.

Для получения необходимого усиления применим ДУ с комплементарной каскодной схемой, позволяющей соединять каскады непосредственно, так как потенциалы покоя входа и выхода равны. Схема такого усилителя приведена на рис.5.

 Граничная частота данной схемы определяется граничной частотой крутизны f_S входных транзисторов каскодной схемы (VT3 и VT4). Во втором каскаде (VT5, VT6) можно использовать транзисторы с меньшей граничной частотой.

Для увеличения входного сопротивления на входе используем полевые транзисторы, кто позволит при расчёте ступенчатой регулировки не учитывать его величину.

Так как на практике используется несимметричные сигналы, то один из входов усилителя имеет нулевой потенциал.

1.  Выбор типа транзистора, например полевой транзистор с p-n переходом и каналом n-типа КП 307Г с параметрами: U_{СИ МАХ}=25В, I_СН=8¸24мА, U_СТ=1,5¸6В, P_МАХ=250мВт, S=5¸12мСм, С₁₁=5пФ, С₁₂=1,5пФ.

2.  Определение рабочей точки А на проходной характеристике транзистора рис.5. Рабочая точка определяет величину тока стока I_СО, которая зависит от амплитуды входного сигнала U_ВХ и допустимого коэффициента нелинейных искажений. Этот коэффициент обратно пропорционален величине _СО. Для входных каскадов амплитуда сигнала мала, поэтому можно задать ток стока I_СО=6мА для большего значения крутизны в рабочей точке. При этом напряжение затвор-исток должно быть U_ЗИ=0,5В. Рис. 6.