Усилитель звуковой частоты

 

_{Учитывая  снижение предельной мощности, рассеиваемой транзистором при  повышении температуры  окружающей среды, определим предельную мощность, рассеиваемую коллекторным переходом без теплоотвода:}

_(2.8)

_{где tПmax– максимальная температура перехода;}

_{tокр – температура окружающей среды;}

_{RТП-С – тепловое сопротивление переход-окружающая среда;}

     _{Выбранный транзистор удовлетворяет условиям, выраженными формулами 2.4 – 2.8.}

2.2.6 Определение максимального коллекторного тока предоконечных транзисторов

Находим максимальное значение коллекторного тока предоконечных  транзисторов:

_(2.9)

_{где IКmaxрасч. – максимальное значение коллекторного тока оконечных транзисторов;}

_{h21Эmin – минимальное значение коэффициента передачи тока оконечных транзисторов:}

     Сопротивление  резисторов R₂=R₃выбираем равным 300 Ом ( дальнейшем, значение резисторов уточняется при настройке усилителя.

2.2.7 Определение мощности предоконечных транзисторов

Определяем мощность, развиваемую  каждым из предоконечных транзисторов:

_(2.10)

_{2.2.8Выбор типа предоконечных транзисторов}

_{По полученным значениям IКmaxрасч.пред. и PКmaxрасчпред.выбираем}предоконечные транзисторы: VT1 типа n-p-n и VT2 типа p-n-p. При этом необходимо, чтобы максимально допустимые значения параметров выбранных транзисторов превышали расчетные значения этих параметров, т.е.

_(2.11)

_(2.12)

_(2.13)

     _{Обратный ток коллектора  предварительных  транзисторов IКБО пред должен быть минимален. Предельная частота усиления предоконечных транзисторов должна превышать верхнюю частоту заданного частотного диапазона не менее чем в пять раз:}

_(2.14)

     _{Всем условиям, указанным в формулах 2.11 – 2.14 соответствуют транзисторы КТ3107А и КТ3102А.}

     _{Справочные данные  этих транзисторов  приведены в таблице  2.2.}

 

_{Таблица 2.2 - Основные данные транзисторов КТ3102А и КТ3107Б}

 

Параметр	КТ3102А	КТ3107А
Максимальное напряжение коллектор-эмиттер, В	50	45
Коэффициент передачи тока	100…250	120…220
Граничная частота коэффициента передачи, МГц	150	200
Обратный ток коллектора, мкА	0,05	0,1
Постоянный ток коллектора, мА	100	100
Постоянная рассеиваемая мощность, Вт	0,25	0,3

 

2.2.9 Определение емкости разделительного конденсатора

Находим емкость разделительного  конденсатора С₁:

_(2.15)

_{Чем больше емкость С1, тем лучше работает усилитель в области нижних частот диапазона. Из номинального ряда электрических величин выбираем емкость 4,7 мкФ.}

_{2.2.10 Определение величины  сопротивления резистора}

_{Сопротивление резистора R1 обычно не рассчитываем, а подбираем опытно-экспериментально при настройке каскада (первоначально можно выбрать ≈10 кОм).}

_{2.2.11 Определение частотных искажений}

_{Определяем  частотные искажения  каскада в области  низких и высоких  частот:}

 

_(2.16)

_(2.17)

_{Полученные значения меньше чем заданные в условии.}

_{2.2.12 Определение коэффициента нелинейных искажений}

_{Определяем  коэффициент нелинейных искажений каскада.Для этого построим сквозную динамическую характеристику – график зависимости тока коллектора от ЭДС эквивалентного генератора входного сигнала. Построение проводим в такой последовательности:}

     _{- пользуясь входными  и выходными характеристиками  транзистора (характеристики  представлены на  рисунках 2.2 и 2.3 соответственно),}

 

_{Рисунок 2.2 - Входные характеристики транзистора КТ801А}

 

 

_{Рисунок 2.3 - Выходные характеристики транзистора КТ801А}

 

_{- определяем для нескольких точек 2, 3, 4 значения: UКЭ, IК,IБ,UБЭ;}

_{- определяем  величины ЭДС эквивалентного  генератора для  различных значений  UБЭ, и IБ. соответствующим выбранным точкам (2,3,4) по формуле6}

_(2.18)

_{Данные  измерений и расчетов заносим в таблицу 2.3.}

 

_{Таблица 2.3 - Значения измеренных и рассчитанных параметров транзистора КТ801А}

 

Номер точки	UКЭ, В	IК, Х102 мА	IБ, мА	UБЭ, В	Eг
2	3,3	3,4	10	1,17	1,25
3	1,25	4,4	25	1,43	1,63
4	0,8	4,8	35	1,5	1,78

 

   _{- по полученным  данным строим  график зависимостиIК= f(Eг).}

 

_{Рисунок 2.4  - Сквозная динамическая характеристика оконечного каскада}

     _{- по графику определяем  максимальное, среднее  и минимальное значения токов коллектора:IКmin=146мА; IКср=385 мА; IКmax=625мА.}

     _{- находим амплитудные  значения гармонических  составляющих тока  коллектора по  формулам:}

 

_(2.19)

(2.20)

(2.21)

(2.22)

гдеI_Km1, I_Km2, I_Km3, I_Km4 – амплитуды гармонических составляющих тока коллектора;

          Х – коэффициент асимметрии ( равен 0,1…0,2).

 

     - коэффициент  нелинейных искажений находим  по формуле:

_(2.23)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_{ЗАКЛЮЧЕНИЕ}

     _{В результате выполнения  курсовой работы  было произведено  обоснование и  расчет структурной  схемы усилителя.  После проведения  расчета, в структурной  схеме были произведены  изменения. Произведен  выбор схемы выходного  каскада, выбран  тип транзистора  оконечного каскада  – КТ801А. в курсовой  работе выполнена  разработка и расчет  принципиальной схемы  усилителя. Произведены  соответствующие  графические построения. Выполнен выбор  транзисторов предоконечного каскада – КТ3102А и КТ3107А. Результаты расчетов показали, что выбранная схема удовлетворяет заданным техническим условиям. Так коэффициент гармоник составляет 1,38%, а заданное значение – 2%; коэффициент частотных искажений Мв=1,000 иМн=1,000, а заданное значение  1,14. Все выбранные транзисторы удовлетворяют по своим предельным значениям параметров (Ркmax, IКmax, UКЭmax, fгр.max).}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_{СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВ}

 

1. _{Гершунский  Б.С. Основы электроники-К:Вища школа, 1977.350с}
2. _{Гершунский Б.С. Расчет электронных схем-К:Вища школа, 1977.270с}
3. _{Горюнов Н.Н. справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам-М:Энергия,1976, 744с}