РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ

Принципная схема однотактного усилителя мощности при включении транзистора с ОЭ изображена на рисунке 2.

Набросок 2 – Принципная схема однотактного усилителя мощности

на транзисторе

Коллекторной нагрузкой транзистора служит первичная обмотка трансформатора. Так как сопротивлением нагрузки неизменной составляющей коллекторного тока служит активное сопротивление первичной обмотки трансформатора, которое не много, то напряжение на коллекторе практически равно напряжению источника питания РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ.

Сопротивление нагрузки переменной составляющей коллекторного тока, обусловленной полезным входным сигналом, является в общем случае всеохватывающей величиной.

Резкое различие сопротивления нагрузки транзистора для неизменной и переменной составляющих тока выходной цепи обусловливает необходимость построения динамической свойства по переменному току, которая, как и для резисторного каскада в режиме неизменного тока, строится на РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ семействе коллекторных черт транзистора.

Конструируемый усилитель (набросок 2) в данном спектре частот должен обеспечивать в нагрузке известным сопротивлением заданную номинальную мощность. Заданы: коэффициент частотных искажений M, напряжение источника питания, сопротивление источника входного сигнала, наибольшая температура воздуха Токр. макс.

КПД трансформатора принимаем равным 0,7. Мощность, выделяемую в коллекторной цепи транзистора РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ, определяем по формуле (3.1) [1]

. (3.1)

С учётом того, что падение напряжения на сопротивлении Rэ порядка 0,1Ек , а на активном сопротивлении первичной обмотки r1 – 0,08Ек , для напряжения питания коллектор-эмиттер транзистора получаем U0к = Ек - (0,1Ек + r1 – 0,08Ек).

При всем этом наибольшее напряжение, которое должен выдерживать транзистор,

; (3.2)

Избираем транзистор, для которого РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ известны Uкэ. доп , Iк0 , bмин , bмакс , fa , Рк .

Рассчитываем ток покоя коллекторной цепи при hк = 0,4:

; (3.3)

Определяем мощность, потребляемую от источника питания:

; (3.4)

Находим ток покоя базы при наименьшем значении коэффициента передачи тока базы:

. (3.5)

По отысканным величинам U0к, I0к, I0б отмечаем начальное положение рабочей точки, через которую для сопротивления РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ нагрузки переменной составляющей коллекторного тока

, (3.6)

Ом

проводим нагрузочную линию (набросок 3).


Набросок 3 – Выходная черта транзистора

Отмечая значения малого напряжения на коллекторе (к примеру,

Uк. мин = 2,4 В, также малый Iк. мин = 0,7 мА и наибольший Iк. макс = 4,2 токи коллектора), определяем последние положения рабочей точки М и N. Уточняем значение мощности, выделяемой в коллекторной цепи:

, (3.7)

что довольно с РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ припасом. При всем этом амплитуду базисного (входного) тока, обеспечивающего приобретенное значение мощности в коллекторной цепи при наихудшем транзисторе данного типа, определяем как [1]

; (3.8)

Набросок 4 – Входная черта транзистора

Перенося точки N, Р и М с выходной свойства на входную характеристику (набросок 4, точки N’, P’ и M’), находим значения, к примеру, U0б РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ = 1,7 В; 2Uбm = = 2,2 – 1 = 1,2 В.

Рассчитываем входное сопротивление усилителя:

; (3.9)

Определяем мощность во входной цепи усилителя:

; (3.10)

Находим величину коэффициента усиления мощности:

; (3.11)

Принимая во внимание падение напряжения на сопротивлении Rэ, получаем

. (3.12)

Принимаем стандартное значение Rэ.

Сопротивление резисторов R2, R1 определяем из условия [1]

; (3.13)

Ом;

(3.14)

где IR2 – ток через резистор R2, равный (2…5)I0б РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ .

Принимаем стандартные значения R1, R2.

Определяем самую большую мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора в режиме покоя:

. (3.15)

Так как Рр< Р’к. доп , то дополнительных мер для остывания не требуется.

Рассчитываем коэффициент трансформации трансформатора:

. (3.16)

Активные сопротивления первичной r1 и вторичной обмоток трансформатора определяем как

, (3.17)

, (3.18)

причём коэффициент с избираем в границах 0,7– 0,75, что обусловливает уменьшение падения РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ напряжения на первичной обмотке трансформатора и повышение КПД усилителя.

Значение Мн £ 1,5 дБ распределяем меж звеньями схемы, вносящими частотные преломления в области нижних частот. Приняв для конденсатора Сэ МнС = 0,5 дБ (МнС = 1,06) и для трансформатора Мн. т = 1 дБ (Мн. т = 1,12), рассчитываем нужные ёмкость конденсатора Сэ и индуктивность первичной обмотки L РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ1 трансформатора [1]:

, (3.19)

где ; (3.20)

;

; (3.21)

; (3.22)

; (3.23)

. (3.24)

Таблица 2 - Начальные данные для расчета усилителя мощности

Вариант Частотный спектр, кГц Сопротивление нагрузки, Ом Выходная мощность, Вт Коэффициент частотных искажений М Напряжение источника питания, В Сопротивление источника входного сигнала, Ом Температура окружающего воздуха, 0 С
0,1-15 1,11
0,1-19 1,12
0,15-15 1,10
0,1-10 1,11
0,5-15 1,12
0,12-10 1,13
0,12-15 1,14
0,1-10 1,15
0,12-15 1,12
0,2-14 1,11


rashodomeri-postoyannogo-perepada-davleniya.html
rashodov-otdelnih-kategorij-lic-ih-dohodam.html
rashozhaya-ponyatnost-istorii-i-sobitie-prisutstviya.html