Главная | Обратная связь

Расчет параметров входного каскада усилителя.

Исходные данные для каскада с общим эмиттером:

Рвх.сл, мВт	Rвх.сл, Ом	FН, Гц	FB, кГц	Мн.ук2, ДБ
14,11	51,47			2,2

 

Схема входного каскада:

 

Расчет данного каскада аналогичен предыдущему расчету.

 

 

Максимальный ток на нагрузке:

 

 

Питание предвыходного каскада, в целях унификации принимаем аналогичное выходному каскаду. Выбираем транзистор:

 

 

Предварительно принимаем, что R_K= (3-5)R_сл.к= 650 Ом, тогда:

 

Ir.max_­=622.6 мкА

f_h21Э= (2-4)F_B, т.е. 60 кГц.

 

Данным условиям удовлетворяет транзистор КТ315А с параметрами указанными выше.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

На выходной характеристике (рис 11) строим нагрузочную характеристику по точкам:

 

Режим холостого хода - Uкэ.тах =15 В, Iк = 0А

Режим короткого замыкания - Uкэ.тах =0 В, Iк = 1,5А

 

При режиме работы усилителя в режиме класса А на середине отрезка АВ найдем точку покоя П и опустим из нее перпендикуляры на осям I_кm и U_KЭ. Графически определим значения:

 

 

 

Рис 11-12. Входная и выходная (нагрузочная) характеристика транзисторов КТ315А

Определим значение тока базы (по выходной характеристике):

 

I_БП = 0,6 мА

 

По входной характеристике определим значение напряжения база-эмиттер в рабочей точке:

U_БЭП = 0,65 В

 

Сопротивления резисторов в цепях коллектора R_K и эмиттера R_Э:

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

При этом, учитывая рекомендацию, что R_K = (5 — 10)R_Э, имеем:

 

R_Э = 9,5 0м

R_K = 85,5 0м

 

Для введения ООС резистор эмиттера разделяем на два в соотношении 1:12:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

R_Э-1 = 0,8 Ом

R_Э-₂ = 8,7 Ом

 

Определим значения резисторов делителя напряжения на базе транзистора.

Зададимся током делителя.

 

 

Напряжение на резисторе R_Э, которое можно определить как:

 

Тогда:

260 Ом

 

Определим входное сопротивление каскада по переменному току.

 

 

Определим эквивалентное сопротивление в цепи базы транзистора:

 

 

Если рассчитанное значение входного сопротивления по переменному току верно, то должно выполняться условие:

 

Условие выполняется.

 

 

Емкость конденсатора рассчитывается из условия, что па нижней частоте полосы пропускания Х_сз ~ 0,1R_э, откуда:

мФ

 

Принимаем значение из стандартного ряда

С_Э = 12 мкФ Входное сопротивление каскада:

82,46 Ом

 

Емкости разделительных конденсаторов определяются как (при заданном коэффициенте на каскад М_н = 1,6 дБ = 1,202):

4,2 мФ

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

484,5 мкФ

 

 

Рассчитаем коэффициент частотных искажений по верхней частоте. Искажения на верхней частоте, вносимые транзистором:

Искажения на верхней частоте, вносимые конденсаторами:

Суммарные частотные искажения на верхней частоте:

Мв.вых = М_трМ_в._Ср1М_в._Ср2М_в._Сэ = 1,006

Или в дБ:

М_в._вых = 20 log(l,006) = 0,053 дБ

Определим коэффициенты усиления каскада. Коэффициент усиления по напряжению:

 

 

Где R_н_ — выходное сопротивление каскада с нагрузкой.

22,2 Ом

 

Тогда:

Коэффициент усиления по току:

86,9

Коэффициент усиления по мощности:

278,2

Рассчитаем коэффициент частотных искажений:

Учитывая общее ООС, глубиной 30, имеем коэффициент усиления каскада:

И его входное сопротивление:

 

R_BX = 30R_BX = 51_;47кОм

 

Следовательно, необходим входной сигнал:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Мощность сигнала на входе усилителя:

 

Р_с = 2,67 мкВт

 

Следовательно, такой каскад можно использовать в качестве входного каскада, причем для полного согласования входного сигнала источника и всем усилителем, можно увеличить глубину общей ООС, уменьшив сопротивление в цепи обратной связи, что увеличит входное сопротивление каскада и уменьшит его общий коэффициент усиления.

 

 

7. Расчет параметровООС и делителя напряжения.

С целью уменьшения нелинейных искажений в схеме усилителя предусмотрено введение отрицательной обратной связи. Отрицательная обратная связь - тип обратной связи, при которой выходной сигнал передается обратно на вход для погашения части входного сигнала, то есть, изменяя входной сигнал таким образом, чтобы противодействовать изменению выходного сигнала. Кроме прочего, отрицательная обратная связь делает систему более устойчивой к случайному изменению параметров. Схема включения ООС показана на рис 13.

Рис 13. Схема включения ООС (параллельная по выходу, последовательная по входу)

В данном случае применяется резистивная ООС, охватывающая весь усилитель, глубиной F = 30. Уменьшение коэффициента усиления и увеличение входного сопротивления, вызываемое введением ООС, уже учтено при проектировании схемы устройства. Номинал резистора, образующего ООС, можно определить, зная требуемый коэффициент усиления и коэффициент усиления без учета ООС:

 

Где К_Рус — коэффициент усиления усилителя без учета ООС; К_Ртр — требуемый коэффициент усиления.

 

 

Откуда:

Поскольку резисторы такого номинала не распространены, используем последовательное соединение:

 

Rooc1 = 10 МОм,

R_оос2 = 10 МOм,

R_ooc3 = 10 MОм,

R_ooc4 = 5,1 Мом

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

И вводим подстроечный резистор R_оос5 = 4,7 МОм

Глубина ООС при этом будет:

Сопротивления делителя R_ДН1И R_дн2 выбираются как можно меньшими, чтобы в расчетах ими можно было пренебречь. Выбираем значение R_дн2 = 1 Ом.

Увеличивая сопротивления в 2 раза, получаем:

 

Выбираем стандартные значения: