Розрахунок підсилювача низької частоти

 

 

 

     З довідника [1] вибираємо резистор  типу МЛТ-0,125 потужністю 0,125Вт з опором  3300 Ом.

З.10 Визначення вхідної потужності. Для визначення потужності на вході каскаду використовуємо вольт-амперні характеристики транзистора ГТ404Б. В сімействі вихідних характеристик відкладаємо на відповідних осях Е_к та (рис. 3.1). знаходимо І_{бр мах}  максимальний робочий струм бази.  Із сімейства вхідних характеристик знаходимо максимальну робочу напругу и_{бе  мах}.

Рисунок 3.1 - Вольт-амперна  характеристика транзистора ГТ404Б

З  рисунку 3.1 визначили   І_{бр мах}  = 1.4мА,   и_{бе  мах} = 0.4В. Вхідна  потужність  визначається за формулою:

(3.11)

3.11 Визначаємо коефіцієнт  підсилення вихідного каскаду  за потужністю.

(3.12)

або в децибелах

(3.13)

                                                                                             

3.12 Визначаємо параметри  резистора R₁₄.

(3.14)

 

 

 

Де напруга на вході транзистора VT4  при відсутності  сигналу

( =0.22B);

 напруга   на   вході   транзистора   VT4   при   відсутності   сигналу

( =0.2B).

Потужність, що розсіюється на резисторі R₁₄:

(3.15)

                                                                               

З довідника [1] вибираємо резистор типу МЛТ-0.125 потужністю 0,125 Вт з опором 2000 Ом.

3.13 Знаходимо  параметри конденсатора С₈.

(3.16)

 

Напруга на конденсаторі С₈ визначається за виразом:

(3.17)

    З  довідника [1] вибираємо конденсатор  типу К-50-29 ємністю 6,8 мкФ на напругу 25В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Розрахунок другого каскаду підсилювача  низької частоти

 

Вихідні дані:

Максимальний  вхідний струм наступного каскаду I_{max  вх  наст}   =3.56*10^-5 А.

Вхідний опір наступного каскаду R_{вх   наст} =15 *10⁶ Ом.

Смуга частот f_H = 50 Гц , f _в = 20000 Гц.

Напруга живлення Е_к= 20В.

4.1 Знаходимо  струм спокою в струмі колектора І_ок,

4.2 Знаходимо  амплітуду змінної складової  струму у колі колектора І_Кт. Для    забезпечення    економічності    каскаду    за    мінімальних    нелінійних викривлень обирають:

 

(5.1)

 

4.3 Вибираємо  транзистор для другого каскаду.

Допустима напруга  між колектором та емітером транзистора U_{кe max} повинна перевищувати напругу джерела живлення. Тобто

                                                     (5.2)

Величина   допустимого   струму   колектора    І_{к мах}   повинна   перевищувати максимальне значення струму у колекторному колі транзистора:

     

                                        (5.3)

Враховуючи  умови (5.2) та (5.3), з літератури [4] вибираємо  транзистор КТ315Г з такими параметрами:

Максимальна потужність, що розсіюється на колекторі Р_{К  mах} = 0.15Вт.

Постійна  напруга колектор-емітер U_{ке mах} =35В.

Постійний струм  колектора І_{к мaх} = 0.1 А.

Гранична  частота коефіцієнта передачі струму f_гран = 250 МГц.

Коефіцієнт  передачі струму в схемі зі спільним емітером = 50-350.

5.4 Знаходимо  параметри резистора R₈.

Величина  опору резистора R₈:

Потужність, що розсіюється на резисторі R₈:

З довідника [1] вибираємо резистор типу МЛТ-0.125 потужністю 0,125 Вт з опором 120000 Ом.

4.5 Знаходимо  параметри резистора R₉.

Величина  опору резистора R₉^:

 

Потужність, що розсіюється на резисторі   R₉ :

 

 

З довідника [1] вибираємо резистор типу МЛТ-0.125 потужністю 0,125 Вт з опором 62000 Ом.

4.6 Знаходимо параметри  конденсатора С₅.

Знаходимо ємність  конденсатора С₅, що шунтує R₉ за умови, що його опір на частоті f повинен бути у 10 разів меншим за опір резистора R₉:

(5.4)

 

Напруга на конденсаторі С₅ визначається за виразом:

З довідника [1] вибираємо конденсатор типу К-50-20 ємністю 33 мкФ на напругу 25В.

4.7 Знаходимо  величину струму спокою бази  транзистора.

4.8 Знаходимо  вхідний опір транзистора.

Оскільки  у відкритому стані транзистора  напруга між його базою та емітером становить близько 0,6В, то напруга спокою бази

 

і можна знайти орієнтовне значення вхідного опору  транзистора

 

4.9 Знаходимо  параметри опорів дільника R₆, R₇. Дільник підключено до напруги

Величина  струму в дільнику вибирається в межах

 

(4.5)

 

 

Падіння напруги  на резисторі R₉ складає

 

Тоді

 

Знаходимо потужність, що виділяється на резисторах R₆ та R₇.

 

З довідника [1] вибираємо резистор R₆ типу МЛТ-0.125 потужністю 0.125Вт з опором 1,8 МОм, а резистор R₁ типу МЛТ-0.125 потужністю 0.125 Вт з опором 0,75 МОм.

4.10 Знаходимо параметри  конденсатора С₄.

                                                             (5.6)

де  М    - допустиме частотне викривлення в області нижніх частот (нехай М = 1.072),

- еквівалентний опір  навантаження каскаду за змінним  струмом.

 

(5.7)

 

 

 

Напруга на конденсаторі С₆ визначається за виразом:

 

(5.8)

 

З довідника [1] вибираємо  конденсатор типу К-53-16 ємністю 0,33 мкФ  на напругу 25В.

 

 

 

 

 

4.11 Знаходимо  амплітудне значення струму й  напруги на вході каскаду.

 

 

Необхідна потужність вхідного сигналу

 

 

4.12 Знаходимо  розрахункові коефіцієнти підсилення  каскаду за 

струмом, напругою та потужністю.

 

4.13 Визначення  параметрів перемінного резистора R₅

Здовідника [1] вибираємо резистор типу СПЗ-19а з такими параметрами: номінальний опір r_hom = 150 Ом, мінімальний опір R_min <2 Ом, номінальна потужність Р_hom = 0.5 Вт.

Потужність, що розсіюється на резисторі R₅

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Розрахунок першого каскаду підсилювача низької частоти

 

Вихідні дані:

Максимальний  вхідний струм наступного каскаду I_{max  вх  наст}   = 0.92*10^-6 А.

Вхідний опір наступного каскаду R_{вх   наст} =8 *10⁵Ом.

Смуга частот £„ = 50 Гц , f _в = 20000 Гц.

Напруга живлення Е_к= 20 В.

5.1 Знаходимо  струм спокою в струмі колектора І_ок.

5.2 Знаходимо  амплітуду змінної складової струму у колі колектора І_Кт. Для    забезпечення    економічності    каскаду    за    мінімальних    нелінійних викривлень обирають:

 

(5.1)

 

5.3 Вибираємо  транзистор для першого каскаду.

Допустима напруга  між колектором та емітером транзистора U_{кe max} повинна перевищувати напругу джерела живлення. Тобто

 

                                                 

                                           (5.2)

Величина   допустимого   струму   колектора   І_{к мах}   повинна   перевищувати максимальне значення струму у колекторному колі транзистора:

 

                                  

                                   

Враховуючи  умови (5.2) та (5.3), з літератури [4] вибираємо транзистор КТЗ15Г з такими параметрами:

Максимальна потужність, що розсіюється на колекторі Р_{К  mах} = 0.15Вт.

Постійна  напруга колектор-емітер U_{ке mах} =35В.

Постійний струм  колектора І_{к мaх} = 0.1 А.

Гранична  частота коефіцієнта передачі струму f_гран = 250 МГц.

Коефіцієнт  передачі струму в схемі зі спільним емітером = 50-350.

5.4 Знаходимо  параметри резистора R₃.

Величина  опору резистора R₃:

 

Потужність, що розсіюється на резисторі R₃:

 

З довідника [1] вибираємо резистор типу Р1-12 потужністю 0,125 Вт з опором 4,7МОм.

5.5 Знаходимо  параметри резистора R₄.

Величина  опору резистора R₄:

 

Потужність, що розсіюється на резисторі R₄:

 

З довідника [1] вибираємо резистор типу Р1-11 потужністю 0,125 Вт з опором 2,4МОм.

5.6 Знаходимо параметри  конденсатора С₃.

Знаходимо ємність  конденсатора С₃, що шунтує Д₄ за умови, що його опір на частоті f повинен бути у 10 разів меншим за опір резистора R₄:

 

(5.4)

 

Напруга на конденсаторі С₃ визначається за виразом:

 

З довідника [1] вибираємо конденсатор типу К-50-20 ємністю 33 мкФ на напругу 25В.