Вхідна та вихідна ємність зв’язку розраховується на нижній граничній частоті

5. Вхідна та вихідна ємність зв’язку розраховується на нижній граничній частоті

С_р1 = 1/ 2p¦_н R1 // R2 // [h_21е (r_е +Rш)].

Ср1 =

Ср1=  = 29 × 10^-6 Ф

Із ряду номіналів Е24 в більшу сторону приймаємо ємність рівною 30 мкФ

Ср2 >

Ср2 = = 1,59 (мкФ)

Із ряду номіналів Е24 в більшу сторону приймаємо ємність рівною 1,6 мкФ

2. Задача № 2. Підсилювач потужності середнього класу якості

Завдання.

Розрахувати підсилювач потужності середнього класу якості.

Вихідні дані:

потужність на виході Rн = 50 Вт,

опір навантаження R_Н = 8 Ом,

напруга сигналу на вході U_ВХ = 1,8 В,

нижня гранична частота f_Н = 20Гц,

гранична частота транзисторів f_a³ 3 МГц,

режим АВ, напруга живлення - симетрична.

 

Вибір схеми підсилювача

Згідно до вимог, які ставляться до підсилювачів середнього класу якості, складемо таку схему (рис.2.1): вхідний каскад - диференційний на транзисторах VT1 і VT2 (відмінна стабільність за постійним струмом, між каскадами не потрібні розділювальні конденсатори, два входи), проміжний каскад - підсилювач зі СЕ на транзисторі VT3, вихідний каскад - двотактний емітерний повторювач на транзисторах VT4 і VT5, між базами яких включені діоди VD1…VD3 для зміщення каскаду в стан провідності (для поліпшення температурної компенсації діоди повинні мати тепловий контакт з вихідними транзисторами), режим роботи АВ, вихідна напруга надходить в коло зворотного зв’язку R4, R5, C2 (наявність С2 означає, що коефіцієнт зворотного зв’язку за постійним струмом дорівнює одиниці, це мінімізує дрейф і гарантує зневажено мале значення постійної напруги на виході підсилювача - тому не потрібні конденсатори на виході). За допомогою резисторів R7, R8 виконується невеликий зворотній зв’язок за струмом, який поліпшує стабільність за постійним струмом.

Рисунок 2.1 - Схема підсилювача потужності з НЗЗ.

 

Розрахунок схеми:

1. Визначаємо за невеликим запасом потужність, яку повинні віддавати транзистори обох плеч каскаду

Р~ ³ 1,1· Рн. (2.1)

Р~ ³ 1,1· 50 ³ 55 Вт.

Приймаємо потужність, яку повинні віддавати транзистори обох плеч каскаду Р~ = 60 Вт.

2. Потрібна амплітуда напруги на навантаженні

 (2.2)

 = 31 В.

3. Максимальній вихідний струм (струм колектора)

 (2.3)

 = 3,9 А.

4. Потрібна напруга живлення

 (2.4)

 = 64 В.

де U_{к min} - напруга на колекторі, що відповідає початку лінійної частки характеристик колекторного струму. Приймаємо U_{к min} = 1,0 В.

5. Вибираємо потужні транзистори протилежного типу провідності (так звану комплементарну пару) VT4 і VT5 за потужністю Р~ і . За довідковими даними позначаємо середнє значення b_о. Транзистори, які можуть бути використані в даній схемі - це КТ 816В та КТ 817В, їхні параметри: КТ 818АКТ 819А

Pк max = 25 Вт,Pк max = 25 Вт,

U_кбо = 60 B,U_кбо = 60 B,

h_21е ³ 25,h_21е ³ 25,І_КМ = 3А, І_КМ = 3А,

f_a³ 3 МГц, f_a³ 3 МГц,

тир p-n-pтир n-p-n

Приймаємо середнє значення b_о рівним 25 для VT4 і VT5.

6. Підсилювач класу АВ повинен мати достатньо великий струм спокою у момент переходу сигналу через нуль, тобто тоді протягом деякого інтервалу часу обидва транзистори находитимуться у стані провідності, що забезпечується за допомогою діодів VD1…VD3 зміщених у прямому напрямку. Вони повинні забезпечити потрібну напругу зміщення DU. Яка створюється сумою напруг база-емітер U_бе обох транзисторів VT4 і VТ5 і Іо (R7 + R8), тобто DU = 2U_бе + Іо (R7 + R8). Звичайно приймають для потужних транзисторів U_бе = 0,6В (кожному транзистору потрібні 0,6 В на переході база-емітер для того, щоб через нього протікав помітний струм).

Струм спокою Іо слід вибрати з мінімуму перехідних нелінійних спотворень. Якщо потужність на гучномовці обмежена 1 Вт, то Іо = 5…10 мА. Для потужності 10…30 Вт - Іо = 40…60 мА. Тому обираємо струм спокою рівний Іо = 60 мА. Опір резисторів R7,R8 вибирають не більш як декілька ом або менше, а падіння напруги на них дорівнює не більш декількох частин вольта. Разом з тим вони ввімкнути послідовно з Rн і тому зменшують потужність, яка віддається в навантаження. Виходячи з цього доцільніше прийняти Іо (R7 + R8) = U_бе= 0,6В і визначаємо R7 = R8, тобто

R7 = R8 = U_бе / Іо × 2 (2.5)

R7 = R8 = 0,6/ (100 × 10^-3 × 2) = 3 Ом.

Із ряду номіналів Е24 приймаємо резистори рівні 3 Ом.

Приймаємо потужність резисторів рівною 0,125 Вт.

Для роботи транзисторів VT4 і VТ5 потрібні 0,6 В на переході база-емітер, для цього потрібні три діоди, кожен з котрих дає Uд = 0,6 В.