 |
Регулятор громкости ставится в цепь ОС входного каскада.
|
|
|
|
При смещении ползунка меняется уровень входного сигнала и происходит регулировка усиления путем изменения затухания входного сигнала.
При применении данной схемы регулировки усиления, изменяется только уровень выходного сигнала, а остальные параметры остаются неизменными.
3. РАСЧЕТ КАСКАДОВ УСИЛИТЕЛЯ
3.1. [AK1] Расчет оконечного каскада
При построении данного двухтактного каскада используются два транзистора с близкими по величине параметрами. Исходными данными являются мощность, отдаваемая в нагрузку Рвых, и сопротивление нагрузки R н. Расчет проведем для одного плеча каскада графоаналитическим методом.
Транзисторы выбираются по допустимой мощности рассеяния на коллекторе Рк max и максимальной амплитуде коллекторного тока I к max.
Рк max ³ (0,25 - 0,3) Рвых = 5 - 6 мВт (3.1.1)
I к max ³ Ö (2Рвых/ R н)= Ö (2*0,02/300)=11,5*10-3 А.
В качестве пары транзисторов принимаем транзисторы МП16Б и МП38А.
По входной характеристике транзистора МП38А (рис. 3.1.1) определяем исходную рабочую точку: U бэ0 =0,145 В и I б0 =25*10-6А.
Рис. 3.1.1
Э.д.с. источника питания находим из условия:
2 U кэ max ³ Еп ³ 2(U нач + Um н) (3.1.2)
где U кэ max =15 В, U нач =1 В, Um н = Ö (2 P вых * R н)= Ö (2*0,02*300)=3,5 В.
Тогда Еп выбираем равным 9В.
Используя выходные характеристики транзистора (рис. 3.1.2), через точки U кэ =Еп/2=4,5 В и I к =Еп/(2 R н)=15*10-3 А проводим нагрузочную прямую и определяем исходный коллекторный ток: I к0 =3*10-3 А. Построив из точки Еп/2 треугольник мощности со сторонами Um н =3,5 В и Im н =11,5*10-3 А, убеждаемся в возможности получения заданной выходной мощности (Рвых=0,5*3,5*11,5*10-3=0,02 Вт).
|
|
|
Рис. 3.1.2
По входной и выходным характеристикам определяем:
g21=Im н /Um бэ =11,5*10-3/0,035=0,33 (3.1.3)
Отсюда глубина обратной связи:
F=1+g21R н =1+0,33*300=100 (3.1.4)
Рассчитаем величины резисторов базового делителя: - для обеспечения падения напряжения на резисторах R12,R13 равного 2 U бэ0 =0,29 В, ток через них должен быть I д =(5-10) I б0.
Примем I д =0,15*10-3 А.
Отсюда:
R12 = R13 =2 U бэ0 / I д =0,29/0,15*10-3=2 кОм. (3.1.5)
R14=R15=(E п -2 U бэ0)/ I д =8,71/0,15*10-3=58 кОм. (3.1.6)
R дел = (R12||R14)/2 =970 Ом. (3.1.7)
Входная проводимость транзистора:
g 11 = Im б / Um бэ =50*10-6/0,04= 1,25*10-3 См. (3.1.8)
Тогда входное сопротивление каскада с учетом ОСС:
R вх =FR дел / (F+g 11 R дел) =(100*970)/(100+1,25*10-3*970)=960 Ом. (3.1.9)
Коэффициент усиления по напряжению:
К0=(g21R н)/ (1+g21R н) =(0,33*300)/(1+0,33*300)=0,99 (3.1.10)
Тогда амплитуда напряжения входного сигнала:
Um вх» Um н =3,5 В. (3.1.11)
Амплитуда входного тока:
Im вх =Um вх /R вх =3,5/960=3,6*10-3 А. (3.1.12)
Задаваясь f н =20 Гц; Мн=0,707 определим емкость разделительного конденсатора:
C10 =(2 p * f н *R н)-1=(2*3,14*20*300)-1=26,5 мкФ. (3.1.13)
По входной и выходным характеристикам строим сквозную динамическую характеристику транзистора для определения коэффициента нелинейных искажений.
Таблица 3.1.1
| номер точки | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Iб, мА | 0,175 | 0,15 | 0,125 | 0,1 | 0,075 | 0,05 | 0,025 |
| Uбэ, В | 0,225 | 0,218 | 0,21 | 0,195 | 0,18 | 0,161 | 0,145 |
| Jк, мА | 14,5 | 14,3 | 13,6 | 11,8 | 9,2 | 6,1 | 3 |
| Eг=Uбэ+Iб*Rист, В | 0,395 | 0,364 | 0,331 | 0,292 | 0,253 | 0,210 | 0,169 |
По данным таблицы 3.1.1 строим сквозную динамическую характеристику транзистора (рис. 3.1.3).
Рис. 3.1.3
Методом семи ординат (который для двухтактного каскада выражается в метод четырех ординат) находим амплитуды гармоник тока:
I m1=(J4+J3/b)/2 I m2= n (JB+JA)/4 (3.1.14)
|
|
|
I m3=(JN+JM) /4 I m4= n (J1-J3+J4/2)/4
I m5=(JN-JM)/4 I m6= n (JB-JA)/4
где I A =(J1-2J2+J3+J4/2)/2b I B =J4/2-J1
I M =[a(J4+J3/b)-2J2]/c I N =J4-J3/b
a=0,383 b=0,707 c=0,923
n - коэффициент асимметрии плеч, (транзисторы подбираются близкими по крутизне сквозной передачи, таким образом, чтобы n =0,1)
Подставляя в формулы (3.14) найденные значения
I 1 = 1 мА I A = 6,2 мА
I 2 = 6 мА I B = 6,25 мА
I 3 =12,5 мА I M = - 0,35 мА
I 4 =14,5 мА I N = - 3,2 мА
получаем следующие амплитуды гармоник тока (в мА):
I m1= 16, 1 I m2 = 0,3 (3.1.15)
I m5 = - 0,7 I m4= -0,1
I m3 = - 0,9 I m6 = 0,001
Находим коэффициент гармоник:
Кг=Ö[(Im2)2+(Im3)2+(Im4)2+(Im5)2+(Im6)2 ]/Im1=0,06=6% (3.1.16)
3.2. Расчет активного RC-фильтра низких частот
Для наиболее качественного приема сигналов в диапазоне низких частот применим в данном усилителе звено с активным RC -фильтром низких частот.
Исходными данными при расчете ARC -фильтра являются:
f 1 - граничная частота полосы пропускания;
а1 - максимально допустимое затухание в полосе пропускания;
f зн - граничная частота полосы заграждения;
аз - минимально допустимое затухание в полосе заграждения.
|
|
|
