Файл: 1Усилитель звуковой частоты 7 Принципиальная электрическая схема каскада 13.docx

△U_эб = 0,3 - 0,29 = 0,01(В)

• 
  Рассчитываемh₁₁:
  

h₁₁ = = 0,14(кОм)

9. 
   Расчет входного, выходного сопротивлений каскада и коэффициентов усиления.
   

Рассмотрим схему (рисунок. 2.5). В этой схеме Rб - это делитель из R1и R2:

R_б = (1)

Определила R_б:

R_б = 7,5 * 1 \ 7,5 + 1 = 0,88(кОм)

• 
  Входное сопротивление каскада:
  

R_вх = (2)
Где R_ВХ - входное сопротивление каскада.

 

Определила R_вх:

R_вх = 0,88* 0,14 \ 0,88+ 0,14= 0,12(кОм)

• 
  Выходное сопротивление каскада R_вых:
  

R_вых = (3)
Где R_ВЫХ- выходное сопротивление каскада;

• 
  Рассчитала R_вых:
  

R_вых= 0,75 * 15\ 0,75 +15= 0,71(кОм)
Где = : = 1 \ 0,066 = 15 (кОм)

Коэффициент усиления напряжения:
u_вх = i_б • (4)

u_вых = (5)

Кu= (6)

Где U_{вых –} выходной сигнал;

U_{вх –}входной сигнал.
Знак минус показывает, что напряжение u_вых изменяется в противофазе с напряжением u_вх т.к. схема включения ОЭ:

• 
  В результате:
  

К_u=

• 
  Рассчитываем:
  

К_u = (7)

• 
  Определила Кu:
  

Кu= 11,4\0,14 *0,75*1\0,75+1= 34,2

Коэффициент усиления тока:

i_вх = (8)

i_вых = (9)

Кi =

К_i= = = Кu •

---

(11)

РассчитаемI_вх,I_вых,К_i:

I_вх= 0,01\0,12 = 0,083 (мА)

I_вых = -0,3\ 1 = -0,3 (мА)

К_i = -0,3\0,083= -3,61

К_i = -0,3\ 0,01 * 0,12\ 1 = -3,6
Рассчитываем :

К_i= К_u • (12)

ОпределилаК_i:

К_i= 34,2* 0,12\ 1= 4,1

Рассчитываем коэффициент усиления мощности:
Кр = Кu • Кi (13)
Где К_I  -коэффициент усиления по току;

К_U - коэффициент усиления по напряжению;

К_P - коэффициент усиления по мощности.

Определила К_p:

К_p = 34,2*4,1= 140,22

10. Расчет емкости конденсаторов связи и конденсатора эмиттерной стабилизации.

Подбираем конденсаторы в соответствии со шкалой номинальных значений сопротивлений и емкостей.
Рабочий диапазон частот:

f_н = 80 Гц;

f_в = 10 кГц

Коэффициент частотных искажений:

М_н = М_в = 1 дБ (1.122 отн. ед)

Где f _В – верхняя частота;

f_Н – нижняя частота;

М_Н и М_В - Коэффициент частотных искажений на НЧ и ВЧ-ах полосы пропускания, соответственно.
Емкость конденсатора цепи эмиттерной стабилизации:

С_э (1)
Рассчитаем С_э:

С_э = 1\0,2*3,14*80*0,15 =0,1884*10^-3(Ф) или 188.4(мкФ)
Емкость разделительного конденсатора на входе каскада определяется по формуле:

(2)

Рассчитаем С₁:

С₁=1\2*3,14*80*0,12*0,5 = 3,3* 10^-8 (Ф) или 0,033 (мкФ)

Емкость разделительного конденсатора на выходе каскада определяется по формуле:

(3)

Рассчитаем С₂:

С₂ =1\2*3,14*80(0,75+1)*0,5 = 0,000035*10^-4 (Ф) или 35 (мкФ)
Подобрал ёмкость конденсаторов в соответствии с таблицей «Малогабаритные электролитические конденсаторы типа К50-16»

Марка конденсатора: K50 – 16 ;
U раб = Iэо * Rэ = 8*0,15 =1,2(В)
Сэ =188,4 мкФ Сэн = 500 мкФ

С1= 0,033 мкФ С1н = 20 мкФ

С2 = 35 мкФ С2н = 50 мкФ
Рассчитал Uкэ:

Uкэ = Uкэ0- Uкэ= 8-1,2= 6,8 (В);

11. 
    Построение динамической линии нагрузки и расчет выходной мощности каскада.
    

Уравнение динамической линии нагрузки запишем в соответствии со вторым законом Кирхгофа для выходного контура схемы замещения каскада (рисунок2.5)

---

u_эк = i_к (1)
При i_к = 0 каскад работает в статическом режиме и динамическая линия нагрузки должна проходить через точку покоя А.
При изменении коллекторного тока на величину ∆I_к напряжение U_кэ изменится на величину:

∆U_кэ= ∆I_к (2)

• 
  Вторая точка динамической линии нагрузки имеет координаты:
  

I_к = I_ко + ∆I_к (3)

U_кэ= U_кэо - ∆Uкэ (4)
Где Uкэо- напряжения коллектор-эмиттер;

∆Uкэ - прирашение напряжения коллектор-эмиттер;

Iк – ток калектора;

∆I_к– прирошение тока колектора.

• 
  Например, я беру приращение тока коллектора △Iк = 4 мА:
  

Тогда Iк = 8 + 4 =12 (мА)

• 
  Допустим, у меня Rк = 0,75 (кОм),Rн = 1(кОм):
  

тогда △Uкэ = △Iк • = 5 • = 5 (В)

Находим Uкэ = Uкэо - ∆Uкэ = 8 – 5 =3(В)

Через точки с этими координатами проводим динамическую линию нагрузки:



Рисунок 2.8 -динамическая линия нагрузки.
В моем примере динамическая линия нагрузки проходит через точку А и точку с координатами (12мА и 3 В) Линия синего цвета.
Определяем точку пересечения динамической линии нагрузки с выходной характеристикой транзистора, соответствующей току базы I_бо = 0.

(Определяем абсциссу точки пересечения (U_кэ). В моем примере это U_кэ=18(В)

Амплитуда выходного напряжения каскада рассчитывается по формуле:

U_выхm = U_кэ – U_кэо (5)

Рассчитаем U_выхm:

U_выхm= 18 - 8 = 10 (В)
Максимальная выходная мощность:

P_выхm = (6)

Где P_выхm-максимальная выходная мощность.
Рассчитаем P_выхm:

P_выхm= 10² \1= 0,1 *10^-3 (Вт) или 100 (мВт)

Заключение

Цель курсового проекта выполнена, задачи решены, электрическая схема рассчитана параметры схемы соответствуют теоретическим выкладкам, элементы подобраны в соответствии с указанными требованиями.

---

При выполнении расчёта каскада с общим эмиттером, были получены навыки расчётов сопротивлений, коэффициента усиления, ёмкости конденсаторов и т.д., так же получили навык в построении динамической и статической линий нагрузки.

В результате работы были рассчитаны:

1. 
   Сопротивления резисторов Rк; Rэ; R1; R2
   
2. 
   Входное сопротивление каскада Rвх
   
3. 
   Выходное сопротивление каскада Rвых
   
4. 
   Коэффициент усиления тока Кi
   
5. 
   Коэффициент усиления напряжения Кu
   
6. 
   Коэффициент усиления мощности Кp
   
7. 
   Амплитудное значение выходного напряжения каскада Uвыхm
   
8. 
   Максимальная выходная мощность Pвыхm
   

Таблица 2 - результаты расчетов

Rк, кОм	Rэ, кОм	R1, кОм	R2, кОм	Rвх, кОм	Rвых, кОм	Ki	Ku	Kp	Uвыхm,В	Pвыхm, мВт
0,75	0,15	7,5	1	0,12	0,014	4,1	34,2	140,22	10	100

Список использованных источников.

1. 
   ПОЛОЖЕНИЕ
   
2. 
   Электроника и схемотехника Новожилов О.П. М.: Издательство Юрайт, 2019 - 282с. https://biblio-online.ru
   
3. 
   Схемотехника аналоговых электронных устройств. Функциональные узлы Борисенко А.Л. М.:ИздательствоЮрайт, 2019 - 126с.https://biblio-online.ru
   
4. 
   Схемотехника усилительных каскадов на биполярных транзисторах А.А.РовдоНиТ 2006г. http://www.umup.ru/biblio
   
5. 
   Промышленные усилители мощности. В.Д. Грибов, Н.Н.Усачев, К.О.Гусев. 2006г. СПб, 2006 - 36с.
   
6. 
   Методические указания. Показатели усилителя, обратные связи и работа усилительного элемента. Е.О.Федосеева Л.1987.
   
7. 
   Методические указания. Каскады на транзисторах. Е.О.Федосеева Л.1987.
   
8. 
   https://revolution.allbest.ru/radio/00280942_0.html#text
   
9. 
   https://studbooks.net/2357707/tehnika/razrabotka_printsipialnoy_shemy_usilitelya_zvukovoy_chastoty_dvuhtaktnym_bestransformatornym_vyhodnym_kaskadom
   
10. 
    https://studall.org/all4-21585.html
    
11. 
    https://helpiks.org/2-49217.html
    
12. 
    https://mydocx.ru/1-25187.html
    
13. 
    http://housea.ru/index.php/electronews/46590
    
14. 
    https://topref.ru/referat/70153/2.html
    
15. 
    https://lektsii.org/16-40476.html
    
16. 
    https://siblec.ru/radiotekhnika-i-elektronika/elektronika/2-elementy-i-uzly-analogovykh-ustrojstv/2-2-usiliteli
    

---