Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсовая по электронике.docx
Скачиваний:
20
Добавлен:
08.12.2018
Размер:
245.68 Кб
Скачать
  1. Расчет резистивного каскада предварительного усиления

Рис.2. Схема резистивного каскада при включении транзистора с общим эмиттером.

Для нормального режима работы транзистора необходимо, чтобы допустимое напряжение между коллектором и эмиттером транзистора превышало напряжение питания, подводимое к каскаду ( напряжение питания Еп любого предварительного каскада равно разности между напряжением питания всего усилителя и падением напряжения на сопротивлениях резисторов развязывающих фильтров, используемых в последующих каскадах), а величина допустимого тока коллектора превышала входной ток последующего каскада не менее чем в 1,5...2 раза, следовательно транзистор выбираем из условий

Uкэ max > Еп; (4.1)

Iк max > (1,5...2) Im вх след, (4.2)

Uкэ max>15В;

Iк max > 0,096...0,128 А.

Выбираем транзистор VT6 (n-p-n типа) по справочнику ГТ 705А.

Определяем величину тока покоя в цепи коллектора по формуле

Iкр  1,4 Im вх след (4.3)

Из расчета предыдущего каскада

Imвх след = 6,4 мА,

тогда

Iкр 88,8 мА.

Находим сопротивление нагрузки в цепи коллектора R19. При выборе величины сопротивления R19 в цепи коллектора необходимо удовлетворять двум противоречивым требованиям: с одной стороны, желательно, чтобы сопротивление R19 было возможно больше по сравнению с величиной входного сопротивления последующего каскада. С другой стороны, увеличение R19 при заданном токе коллектора приводит к тому, что падение напряжения на этом сопротивлении увеличивается, а напряжение между коллектором и эмиттером Uкэ уменьшается до недопустимо малой величины ( в течение той части периода усиливаемого напряжения, когда коллекторный ток возрастает, напряжение Uкэ может упасть до нуля и транзистор перестанет усиливать).

С учетом этих требований расчетная формула для определения R19 имеет вид

R19=0,4 ˑЕп/Iкр (4.4)

R19 = 71 Ом

Мощность, рассеиваемая на резисторе R19, составляет

РR19 =(Iкр)2 ˑR19 (4.5)

РR19 = 0,59 Вт.

Выбираем стандартный резистор R19 по справочнику С2-24-1.

Определяем сопротивление резистора R20 в цепи термо стабилизации по формуле

R20  0,2 Еп/Iкр (4.6)

R20 = 35,5 Ом.

Мощность, рассеиваемая на резисторе R20, равна

РR20 =(Iэр2) ˑ R20 (4.7)

При этом принимают ток эмиттера в режиме покоя Iэр примерно равным Iкр

Iэр  Iкр = 0,088 А,

тогда

РR20 = 0,28 Вт.

Выбираем по справочнику резистор R20 С2-24-0,25.

Находим емкость конденсатора С9

С9=1 / 2Пfн ˑ 0,1 ˑ R20 (4.8)

С9 = 1112 мкФ.

Рабочее напряжение конденсатора С9 должно превышать максимальное напряжение на резисторе R20.

В транзисторных усилителях низкой частоты обычно используются электролитические конденсаторы типа К50-6, К50-7, К50-9, К50-12, К50-15 и др. Выбираем стандартный конденсатор С9 К50-12.

Находим напряжение между коллектором и эмиттером транзистора в режиме покоя

Uкэ р = Еп – Iкр ˑR19 – Iэр ˑR20 (4.9)

Uкэ р = 5,97 В

В семействе выходных статических характеристик выбранного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, отмечаем положение рабочей точки Р с координатами Uкэр и Iкр. Найденному положению рабочей точки соответствует ток базы Iбр. Полученное значение тока базы позволяет определить положение рабочей точки P’ на входной характеристике транзисторов, снятой при Uкэ  0, напряжение покоя участка база-эмиттер Uбэр и входное сопротивление по переменному току транзистора рассчитываемого каскада Rвх.

Uбэр = 0,24 В;

Iбр = 1,7 мА.

Для нахождения Rвх необходимо провести касательную к точке покоя Р’ и найти отношение

Rвх = МК / КР’ = 87,3 Ом.

Определяем элементы делителя напряжения в цепи базы R17 и R18. Принимаем падение напряжения на сопротивлении резистора R21 фильтра

UR21 = ( 0,1...0,2)*Еп =1,5...3 В;

UR21=3В.

Находим напряжение , подводимое к делителю R17, R18

Uд = Ек -UR21 (4.10)

Uд =12 В

Выбираем ток в цепи делителя из условия

Iд = (2...5) ˑ Iбр;

Iд=3 мА.

Определяем R17, R18 по формулам

R17 = ( Uд -UR20 - U бэр) / ( Iбр+Iд); (4.11)

R18 = ( UR20 + Uбэр) / Iд. (4.12)

Падение напряжения на резисторе R20 принимаем равным

UR20  0,1Еп=1,5 В.

Тогда рассчитываем сопротивления R17 и R18

R17 = 2198 Ом;

R18 = 596 Ом,

причем выполняется необходимое условие

R18 = (5...10) ˑRвх (4.13)

R18 = (5...10) ˑ87,3 = 436,5...873 Ом.

Определим мощность, рассеиваемую на резисторах R17 и R18

РR17 = Iд2 ˑR17 (4.14)

РR17 = 19 мВТ ;

РR18 = Iд2 ˑR18 (4.15)

РR17 = 7 мВт.

По рассчитанной мощности, рассеиваемой на резисторах и по их значениям выбираем тип резисторов

R17 - МЛТ-0,125;

R18 - МЛТ-0,125.

Рассчитаем элементы развязывающего фильтра

R21 = UR21 / (Iд+Iкр) (4.16)

R21 = 33,4 Ом ;

С8 = (10...50) / fн R21 (4.17)

С8 = 7624 мкФ.

Конкретные типы резистора R21 и конденсатора С8 уточняем после определения мощности, рассеиваемой на резисторе

PR21 =( Iд+Iкр) 2 ˑR21 (4.18)

PR21 = 0,196 Вт;

UC8 = 1,5*Ек (4.19)

UC8 = 22,5 В.

Выбираем тип резистора

R21- МЛТ-0,5

и тип конденсатора

С8 - К50-6 .

Находим амплитудное значение тока на входе каскада

Im вх =1,2 ˑIm вхсл / h21э min, (4.20)

где h21э min - минимальное значение коэффициента передачи тока транзистора рассчитываемого каскада.

Тогда получаем

Im вх = 2,6 мА.

Определяем коэффициент усиления каскада по напряжению на средних частотах по формуле

КUср = h21эmin ˑRэкв вых / Rвх, (4.21)

где Rвх - входное сопротивление рассчитываемого каскада; Rэкв вых - эквивалентное выходное сопротивление данного каскада, определяемое по формуле

Rэкв вых=R19 ˑR23 ˑRвхсл/(R23 ˑRвхсл+R19 ˑRвхсл+R19 ˑR23) (4.22)

Rэкв вых = 25,6 Ом;

КUср = 9,1.

Находим минимальное значение коэффициента усиления по мощности

КР расч = h21э min ˑ КUср (4.23)

КР расч = 277,

или в децибелах

КP расч [дБ] = 10*lgКР расч = 24.

Емкость разделительного конденсатора С10, связывающего рассчитываемый каскад с последующим , находим по формуле

С10 = 1 / 2π ˑ fн (Rэкв вых+Rвх сл)ˑМн2-1 (4.24)

С10 = 117 мкФ.

Рабочее напряжение конденсатора С10 принимаем равным

ЕС10 =1,5Еп = 22,5 В.

Производим выбор типа конденсатора:

С10 - К50-12.