Расчёт выходного усилителя мощности

2.1 Расчёт выходного усилителя мощности

 

Как упоминалось ранее, выходной каскад и все каскады ПУМ и УЧ будут собраны по схеме с общим эмиттером (рис.4). Причём в выходном каскаде для оптимизации КПД и усилительных свойств каскада выбираем угол отсечки коллекторного тока, равный 90^о . Такой режим предусмотрен по конструкции транзистора при нулевом постоянном смещении по базовой цепи. При этом схема упрощается (рас.5).

Рис.4. Электрическая схема усилителя с ОЭ (каскады ПУМ и УЧ).

Рис.5. Электрическая схема усилителя с ОЭ (каскады ВУМ с ВКС).

Итак, начинаем расчёт:

1.Сопротивление потерь коллекторного в граничном режиме:

 

 Ом

2.Коэффициент использования коллекторного напряжения в граничном режиме:

 

 

3.Напряжение и первая гармоника тока нагрузки, приведённые к ЭГ:

 В

  А

4.Полезная нагрузка и полное сопротивление, приведённые к ЭГ:

 

  Ом

  Ом

5.Амплитуда первой гармоники тока ЭГ:

 

 А

6.Крутизна по переходу:

 

 А/В

7.Сопротивление рекомбинации:

 

 Ом

8.Крутизна статической характеристики коллекторного тока:

 

 А/В

9.Коэффициенты уравнения:

 

 

10.Коэффициент разложения:

 

 

обозначения:  

11.По таблице на основе находим: ,,

12.Амплитуда тока базы:

 

  А

13.Модуль коэффициента усиления по току, приведённый к ЭГ:

 

  

14.Пиковое обратное напряжение на эмиттере:

 

  В

Это напряжение должно быть меньше допустимого напряжения перехода база-эмиттер  В. Как видно, условие выполняется.

 

 Ф

15.Составляющие входного сопротивления транзистора первой гармонике:

 

 Ом

 Ом

 Zвх = rвх1 + jxвх1

16.Коэффициент усиления по мощности:

 

 

Коэффициент получился завышенным, так как граничная частота используемого транзистора на порядок больше рабочей частоты. Учитывая это, можно грубо предположить, что реальный коэффициент усиления по мощности будет тоже ниже на порядок, то есть около 10, как и предполагалось в начале расчёта.

17.Постоянная составляющая коллекторного тока:

 

 А

18.Мощность, потребляемая от источника питания:

 

  Вт

19.КПД коллектора:

 

 

20.Входная мощность:

 

 Вт

21.Рассеиваемая мощность:

 

 Вт

22.Составляющие сопротивления нагрузки, приведённые к внешнему выводу коллектора в параллельном эквиваленте:

 

 Ом

 Ом

Zн = Rн + jXн

Сопротивление Хн в данном случае имеет отрицательный знак. Его удобно реализовать в виде ёмкости с  Ф