Структурная схема усилителя. Распределение линейных искажений. Электрический расчет каскадов. Расчет нелинейных искажений, страница 2

и в верхней - до 100...150 кГц. При такой ситуации частотный диапазон очень часто не приводится в сводных таблицах параметров , оставаясь только для справки в паспорте на конкретное изделие. Немалое значение имеют потребительские свойства усилителя – возможность регулировки громкости, тембра.

2.  Структурная схема усилителя

Позволяет понять принцип работы усилителя, определить количество каскадов, характер связей между ними.

Для выполнения ТЗ в качестве каскадов примем:

1.  Оконечный и предоконечный каскады выполним как двухтактный каскад на биполярных квазикомплементарных транзисторах, что позволяет обойтись без инверсного каскада. В данном каскаде используются составные транзисторы n-p-n типа, которые обладают достаточно хорошим быстродействием по сравнению с p-n-p транзисторами и следовательно позволяют снизить искажения.

2.  Каскад предварительного усиления – каскад, обеспечивающий  требуемое усиление, необходимое для работы оконечного каскада. В данной курсовой работе в КПУ также входит схема регулировки усиления.

3.  Регулятор тембра – каскад, вносящий коррекцию в АЧХ усилителя для регулировки уровня сигнала определенной частоты.

4.  Входной каскад – предназначен для регулировки усиления, а также обеспечивает согласование с источником сигнала.

Отдельное внимание необходимо обратить на источник питания и фильтры питания. В данной работе используется двуполярный источник питания, характерный для усилителей звуковой частоты. Для нормальной работы усилителя необходимо, чтобы внутреннее сопротивление источника питания было на порядок меньше сопротивления нагрузки. Отдельное внимание необходимо обратить на фильтры питания, предназначенные для развязки каскадов по цепям питания и стабилизации питающего напряжения, т.к. именно стабилизация во многом определяет шумовые свойства усилителя в целом. Таким образом, структурная схема УМЗЧ выглядит следующим образом – рис. 1

Рис. 1 Структурная схема УМЗЧ

3.  Распределение линейных искажений

Линейные искажения во многом определяются реактивными элементами схемы, поэтому целесообразно максимально уменьшить их количество. Это позволяет существенно расширить рабочую полосу частот и уменьшить неравномерность амплитудно-частотной характеристики в пределах этой полосы.

В области низких частот больше всего искажений в работу схемы вносят большие емкости (разделительные). Большая часть линейных искажений возникает в КПУ, поэтому именно к этому каскаду предъявляются повышенные требования. Распределение линейных искажений:

На КПУ:

На регулятор тембра

Таким образом, линейные искажения распределены равномерно.

Выразим величину искажений в разах:

4. Расчет каскадов

4.1 Расчет оконечного и предоконечного каскада

Усилитель звуковых частот обладает высокими энергетическими показателями, следовательно, его оконечные каскады должны обеспечивать высокую выходную мощность. В тоже время на нелинейные искажения в УМЗЧ налагаются довольно жесткие ограничения. Оконечный каскад, как правило, работает в режиме АВ, который обладает мощностными характеристиками, близкими к режиму. В и довольно малыми нелинейными искажениями, характерными для режима А. В этом режиме рабочая точка транзисторов выбирается на начальном нелинейном участке ВАХ транзисторов, и нелинейные искажения получаются невысокими. Однако усилители звуковых частот, как правило, обладают довольно высоким коэффициентом нелинейных искажений, который можно уменьшить за счет введения глубокой ООС, охватывающей оконечный и предоконечный каскады.