Файл: Расчет бестрансформаторного усилителя низкой частоты.docx

2.2.2. Находим напряжение между коллектором и эмиттером транзистора в режиме покоя:

UKЭ0= Uвых.т + Uост ,

(29)

где U_ост – напряжение между коллектором и эмиттером, ниже которого при работе каскада возникают значительные нелинейные искажения.

Для маломощных транзисторов обычно задают U_ост = 1 В.

U_KЭ0= 6,32 + 1 = 7,32 В.

2.2.3. Определяем мощность, что выделяется на коллекторе транзистора:

PK =IK0 UKЕ0 .

(30)

P_K = 0,097 × 7,32 ≈ 0,71 Вт.

Таким образом, проверяем, что выбранный тип транзистора отвечает требованиям по мощности.

2.2.4. Находим сопротивление нагрузки в цепи коллектора:

R_К = R_ВХ =136,96 Ом.

Рассеиваемая мощность на резисторе составит:

РRк = IK02RК.

(32)

Р_Rк= 0,097² × 136,96 = 1,29 Вт.

_{Выбираем} резистор по мощности и сопротивлению.

Резистор SQP 200 ОМ 2 Вт
2.2.5. Находим сопротивление резистора R_Э в цепи термостабилизации:

RЭ = .

(33)

R_Э=24,75 Ом

При этом необходимо выполнение соотношения:

RЭ / RК = (0,1...0,4).

(34)

для обеспечения условий температурной стабилизации режима покоя каскада.

R_Э / R_К = 24,75 / 136,96 ≈ 0,181

Мощность, рассеиваемая на R_Эсоставит:

РR = IK02RЭ.

(35)

Р_R = 0,097² × 24,75 = 0,23 Вт.

Выбираем резистор по мощности и сопротивлению.

---

Резистор: МЛТ 30 ОМ 1 Вт

Постоянные резисторы.
2.2.6. Находим емкость конденсатора С_Э .

Емкость С_Э выбирают при условии, что его сопротивление на частоте f_ндолжно быть в 10 раз меньше по сравнению с сопротивлением резистора R_Э .

CЭ ≥ =7958 мкФ.

(36)

где множитель 10⁶ позволяет получить значение емкости в микрофарадах.

Рабочее напряжение на С_Э

UС = IK0RЭ.

(37)

U_С = 0,097 × 24,75 ≈ 2,4 В.

Выбираем конденсатор по ёмкости и рабочему напряжению.

Конденсатор: К 50-35 2000 мкФ 10 В


2.2.7. Находим величину тока покоя базы транзистора:

IБ0= ІК0 / h21Э min .

(38)

I_Б0= 0,097 / 40 ≈ 2,42 мА.

2.2.8. Находим величину напряжения покоя между базой и эмиттером транзистора.

Поскольку в открытом состоянии транзистора напряжение между его базой и эмиттером составляет около 0,6 В, то напряжение покоя базы

U_Б0=0,6 В.

иможно найти ориентировочное значение входного сопоротивления транзистора

rвх= UБ0/ IБ0 .

(39)

r_вх= 0,6 / 2,42 ×10^-3 = 247,493 Ом.

2.2.9. Находим величину сопротивлений резисторов делителя R₁ ,R₂ .

Величина тока в делителе выбирается в пределах

ІД =(2÷5)ІБ0,

(40)

что обеспечивает независимость задания режима покоя транзистора при изменении его параметров от влияния температуры, при замене транзисторов и др.

І_Д = 2 × 0,00242 = 0,005 А.

Падение напряжения на резисторе R_Э составляет

---

URЭ =(IK0 + IБ0) RЭ.

(41)

U_RЭ = (0,097 + 0,005) × 24,75 = 2,46 В.

Тогда

R1 =

(42)

_R1 = 2879,2 Ом

R2 =

(43)

R₂ =631,1 Ом

Находим мощность, что выделяется в резисторах R₁и R₂:

PR1= (IБ0 + IД)2R1.

(44)

P_R1 = (0,00242 + 0,005)² × 2879,2 ≈ 0,152 Вт.

PR2= IД2R2 .

(45)

P_R2= 0,005² × 631,1 ≈ 0,015 Вт.

Выбираем резисторы R₁и R₂по мощности и сопротивлению.

Резисторы:

R₁: МЛТ 3 кОм 1 Вт

R₂: МЛТ 1000 Ом 0,1 Вт



2.2.10. Находим емкость конденсатора С₂ .

Емкость С₂ выбираем из условия обеспечения допустимого значения коэффициента частотных искажений М_н :

С2≥ =66,206 мкФ.

(46)

значения получим в микрофарадах.

Рабочее напряжение С₂ примем равным:

UC2 = 1,5EK .

(47)

U_C2= 1,5 × 24 = 36 В.
Выбираем конденсатор С₂ по емкости рабочему напряжению.

Конденсатор: К50-35 200 мкФ 50 В


2.2.11. Находим амплитудные значения тока и напряжения на входе каскада:

Iвх.т =

(48)

---

где h_{21Э min} – минимальное значение коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ для выбранного транзистора.

I_вх.т = 0,00231 А

Uвх.т= Iвх.т rвх..

(49)

U_вх.т = 0,00231 × 247,493 = 0,571 Вт.

Необходимая мощность входного сигнала

Рвх =

(50)

_Рвх =0,0006 Вт.
2.2.12. Находим расчетные коэффициенты усиления каскада по току, напряжению и мощности:

К1=h21Э min

(51)

_К1=20

КU =h21Э min

(52)

_КU=11,07

КP=K1KU.

(53)

К_P = 20 × 11.07 = 221,36

[КP]дБ=101g КP .

(54)

К_P[дБ] = 10 × lg(221,36) = 23,5 (дБ).
Каскад рассчитан правильно, т.к. значения коэффициента усиления по мощности равны приблизительно 20 дБ, как и было, принято раньше.

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы был рассчитан усилитель мощности низкой частоты. Разработана структурная схема усилителя. Осуществлен выбор силовых транзисторов оконечного каскада усилителя низкой частоты, проверены параметры транзисторов по предельным значениям. На основании входных и выходных характеристик транзисторов была выбрана рабочая точка транзистора, рассчитаны элементы оконечного каскада и осуществлён их выбор стандартных значений и проверена рассеиваемая мощность резисторов и рабочие напряжения конденсаторов.

Был произведен выбор транзисторов предварительных каскадов усиления и выбор пассивных элементов схемы

---

, разработана принципиальная электрическая схема и составлен перечень элементов.

В результате проектирования получен усилитель, характеристики которого превосходят параметры усилителя заданные для проектирования.

Список литературы

1. Валенко В.С. Полупроводниковые приборы и основы схемотехники электронных устройств/ Под ред. А.А. Ровдо.– М., 2001.–368 с.

2. Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): Учебник для вузов / Ю.Ф. Опадчий и др. – Телеком, 1999.

3. Справочник по расчету электронных схем./ Б.С. Гершунский. – Киев: Высшая школа; Изд-во при Киев. ун-те, 1983. – 240 с.

4. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника.– М.: Высшая школа, 1991.

Приложение

---