|
1. Техническое заданиеНеобходимо спроектировать и рассчитать усилитель мощности со следующими параметрами: · на выходе он должен обеспечивать при нагрузке Rн=19,8185 Ом мощность Pвых=5,7427 Вт; · Диапазон частот работы усилителя мощности 59,5728 Гц – 59572,8 Гц; · Значения частотных искажений Мн=1,0151, Мв=1,1Мн=1,11661; · Значение коэффициента нелинейных искажений, которые должны обеспечивать выходной каскад усилителя мощности Kf=0,0624 %; · Входное сопротивление усилителя мощности Rвх=0,2646 кОм=264,6 Ом; · Входное напряжение усилителя мощности Uвх=0,0179 В; · Аттенюатор с ослаблением 0; -0,1763 дБ; -1,763 дБ; -17,63 дБ. 2. ВВЕДЕНИЕ Усилитель мощности предназначен для создания требуемой мощности сигнала в нагрузке. Усилитель колебаний низкой частоты – составная часть каждого современного радиоприемника, телевизора или магнитофона. Усилитель является основой радиовещания по проводам, аппаратуры телеуправления, многих измерительных приборов, электронной автоматики и вычислительной техники, кибернетических устройств. 3. Блок-схема
Выходной каскад предназначен для обеспечения заданной мощности на заданном сопротивлении нагрузки. Повторитель 3 увеличивает входное сопротивление выходного каскада. Аттенюатор служит для плавной и ступенчатой регулировки уровня ослабления выходного напряжения. Повторитель 2 увеличивает входное сопротивление аттенюатора. Усилители 1, 2 увеличивают входное напряжение до величины, необходимой для выходного каскада. Повторитель 1 увеличивает входное сопротивление усилителя 2, для того, чтобы обеспечить величину входного напряжения и сопротивления усилителя 1 указанного в техническом задании. 4. Расчет каскадов усилителя мощности
4.1. Выходной каскад 1. Определим амплитудные значения тока и напряжения: 2. Определим Pдоп: 3. Определим Uкэ12, Uкэ13: 4. Определим Eк: Приняв Uз = 0,7В получили Eк = 43,118В, округлим это значение до стандарта, т.е. примем Eк = 45В 5. Выберем тип транзисторов VT12, VT13 (n-p-n) соответствующий найденным параметрам: | ||||||||
|
Модель |
P, Вт |
U(кэ), В |
I(k), A |
β |
f(гр), Mhz |
C(к) |
I(ко), А |
U(бэ), В |
VT12 |
КТ817Б |
25 |
45 |
3 |
15 |
3 |
60 |
0,00005 |
0,7 |
VT13 |
КТ817Б |
25 |
45 |
3 |
15 |
3 |
60 |
0,00005 |
0,7 |
6. Определим ток покоя VT12, VT13:
Примем Iп12,13 = 390 мА
7. Определим величину резисторов защиты:
, выбираем по Е24, R38,40 = 1,8 Ом
8. Определим ток покоя VT10, VT11:
, выбираем по E24, R37,39 = 18 Ом
9. Определим Uкэ10,11:
10. Определим мощность, рассеиваемую на VT10, VT11:
11. Выберем тип транзисторов VT10(n-p-n), VT11(p-n-p) соответствующий найденным параметрам:
Модель
P, Вт
U(кэ), В
I(k), A
β
f(гр), Mhz
C(к)
U(бэ), В
VT10
КТ815Б
10
50
1,5
20
3
60
0,7
VT11
КТ814Б
10
50
1,5
20
3
60
0,3
12. Определим величину напряжения смещения U0 по равенству:
13. Определим ток покоя транзистора VT9:
, примем Iп9 = 0,015А, тогда
14. Определим R35+R36:
15. Определим мощность, рассеиваемую на VT9:
16. Выберем тип транзисторов VT9(n-p-n) соответствующий найденным параметрам:
Модель
P, Вт
U(кэ), В
I(k), A
β
f(гр), Mhz
C(к)
U(бэ), В
VT9
КТ961Б
1
60
1,5
100
50
20
0,7
17. Выберем R35 >> Rн, то есть R35 = 200 Ом
Тогда R36 = 1449,4 – 200 = 1249 Ом = 1,249 кОм
Примем R36 = 1,2кОм.
18. Определим величину емкости C15 из условия:
Примем C15 = 47мкФ
19. Определим емкость в цепи компенсации:
Примем C18 = 220мкФ
20. Определим коэффициент передачи повторителя на транзисторах VT10 – VT13:
21. Проверим правильность выбранного значения Uкэ9:
22. Определим входное сопротивление выходного каскада в целом:
23. Величина R~ для предварительного каскада равна:
24. Найдем входное сопротивление транзистора VT9:
25. Определим коэффициент усиления предварительного каскада:
26. Определим коэффициент усиления всего выходного каскада:
27. Выбираем ток базового делителя VT9:
28. Определим резистор делителя:
Примем R30 = 910 Ом
Выберем R34 из условия R34 > Rн. Одновременно для уменьшения необходимой емкости конденсатора фильтра C16 желательно выбирать как можно больше.
Поэтому принимаем R31 = 1300 Ом = 1,3 кОм, R34 = 12000 Ом = 12 кОм
29. Определим емкость конденсатора фильтра:
Примем C16 = 3300мкФ
30. Определим неизвестные сопротивления:
31. Определим падения напряжений на резисторах:
32. Рассчитаем мощности резисторов:
Вт Вт
Вт Вт
Вт Вт
Вт Вт
Вт Вт
Вт
33. Рассчитаем напряжения на конденсаторах:
Расчет ООС:
34. Рассчитаем глубину ООС:
35. Рассчитаем входное сопротивление выходного каскада:
Примем R28 ≈ Rвх = 200 Ом
36. Рассчитаем эквивалентное сопротивление:
Примем R29 = 1600 Ом
37. Определим коэффициент усиления выходного каскада с ООС:
4.2. Повторитель 3
Нагрузкой для данного повторителя будет являться входное сопротивление выходного каскада, т.е. сопротивление R28 цепи обратной связи, а за амплитуду выходного напряжения примем входное напряжение выходного каскада, т.е.:
Rн = 200 Ом
1. Вычислим значение тока протекающего через нагрузку:
2. Определим параметры транзистора VT8:
3. Выберем тип транзистора VT8 (n-p-n) соответствующий найденным параметрам:
Модель
P, Вт
U(кэ), В
I(k), A
β
f(гр), Mhz
C(к)
VT8
КТ315Б
0,15
20
0,1
50
250
7
4. Определим значение тока базы VT8:
5. Определим падение напряжения на R24:
6. Определим параметры транзистора VT7:
7. Выберем тип транзистора VT7 (n-p-n) соответствующий найденным параметрам:
Модель
P, Вт
U(кэ), В
I(k), A
β
f(гр), Mhz
C(к)
VT7
КТ315Б
0,15
20
0,1
50
250
7
8. Определим значение тока базы VT7:
9. Определим значение тока делителя:
Выберем ток базового делителя из условия, что Iд>>Iб. Примем:
10. Найдем значение резистора R24:
11. Найдем значение резистора R23:
R23 = (5-10) кОм. Примем R23 = 10000 Ом, тогда
12. Определим падения напряжений на резисторах базового делителя:
13. Определим значения резисторов базового делителя:
Новости |
Мои настройки |
|
© 2009 Все права защищены.