Проектирование широкополосного усилителя. Эскизный расчет ШУ. Определение местоположения схемы регулировки усиления, страница 2

2.1.3. Алгоритм расчета.

Определение исходных данных
Определение величины источника питания
Выбор транзистора
Графоаналитический расчет
Определение параметров ЭП (расчет по переменному току)
Расчет по постоянному току (расчет цепи смещения)

2.1.4. Исходные данные:

- размах выходного синусоидального напряжения на нагрузке – U₂;

- сопротивление нагрузки – R_Н;

- ширина полосы пропускания АЧХ каскада – f_H…f_B;

- величина линейных искажений – М_Н, М_В ;

2.1.5. Расчет и выбор величины напряжения источника питания.

E_П > (1,2 – 1,4) U₂;                                                               (2.1)

Величина напряжения выбирается из стандартного ряда номиналов (см. ТЗ), обусловленного наличием микросхемных стабилизаторов напряжения вторичных источников электропитания.

2.1.6. Выбор активного элемента (транзистора) производится по следующим требованиям:

- по допустимому току коллектора – I _КДОП = (1,2 – 1,4) U₂ / R_Н;

- по допустимому напряжению - U_{КЭ ДОП} = (1,2 – 1,4) E_П ;

- по частоте единичного усиления (граничной частоте) транзистора – f₁ = (10 - 20) f_В.

Для выбранного транзистора выписываются справочные данные и определяются требуемые параметры:

- h_21Э = (h_21ЭМАХ h_21ЭМIN) ^{1/ 2};

- С_К и С_Э;

- r_Б` = τ / С_К,  где τ – постоянная времени цепи ОС;

- h_11Э = r_Б` + (1+ h_21Э) 26 10^-3 / I _К0 ;

- S = h_21Э / h_11Э.

2.1.7. Графоаналитический расчет параметров точки покоя транзистора ЭП по выходным ВАХ (рисунок 3).

На выходные характеристики выбранного транзистора наносится кривая допустимой мощности рассеяния Р_КДОП и нагрузочная прямая, которая не должна попадать в область Р_КДОП. В режиме А  положение точки покоя выбирается при учете двух требований:

- размах выходного сигнала должен укладываться на линейном участке выходной ВАХ;

- величина I_К0 должна такой, чтобы обеспечить возможно большую величину крутизны транзистора

 

2.1.8. Расчет параметров ЭП:   R_ВХ, C_ВХ.,  h_11Э = r_Б` + (1 + h_21Э ) 26 10^-3 / I ко

2.1.8.1.                                                 К_0ЭП = ,                                                          (2.2)

величина К₀ уточняется после расчета предоконечного каскада, введением в знаменатель формулы ( 5 ) величины Rг = Rк ║ R_Б (в первом приближении величину Rк можно взять равной 1к, величина R_Б) определяется по формуле (11))

К_0ЭП =

2.1.8.2.                                                 R_ВХЭП =  h_11Э + (1 + h_21Э )Rн                                                     (2.3)

2.1.8.3.                                   С_ВХЭП =   + .                                                  (2.4)

2.1.9. Расчет элементов цепи смещения ЭП.

2.1.9.1.                                                           R_Э(R19) = 10 Rн                                                                (2.5)

2.1.9.2. Параметры базового делителя рассчитываются из следующих соображений:

- согласно ТЗ постоянный потенциал эмиттера должен равняться нулю, соответственно потенциал базы относительно корпуса должен иметь величину φ_Б = U _БЭ0 ≈+0,7 В;

-  ток базового делителя должен быть много больше тока I_Б0 - I_ДЕЛ = (5 – 10)I_Б0

R_Б1 = Е -  φ_Б / (5 I_Б0 );                                                     (2.6)

R_Б2 =  φ_Б / (5 I _Б0 ) ;                                                                    (2.7)

R_Б = R_Б1 R_Б2 /( R_Б1  + R_Б2)                                                     (2.8)