Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Ресчёт выходного бестрасформаторного каскада

Выходные каскады с бестрансформаторным выходом широко используются в современных транзисторных усилителях. Появление мощных транзисторов и электрических конденсаторов с ёмкостями в нескольких тысяч микрофарад привело к разработке мощных УНЧ, способных работать без выходных трансформаторов даже на такую низкоомную нагрузку, какой являются современные динамические громкоговорители. Включение нагрузки непосредственно в выходную цепь усилительных элементов без выходного трансформатора позволяет устранить вносимые трансформатором частотные и нелинейные искажения. Появляется возможность охватить усилитель глубокой отрицательной обратной связью без опасности самовозбуждения, т.е. повысить

качество работы усилителя. Бестрансформа- Рис.1. Схема усилительного к каскада оконечного транзистора.

торные выходные каскады экономичны,

имеют малые габариты и массу, широкий диапазон частот. Недостатки этих каскадов – небольшие выходная мощность и коэффициент усиления по мощности (по сравнению с трансформаторными каскадами), а также относительно невысокая термостабильность.

Известно большое количество разнообразных схем бестрансформаторных выходных каскадов, отличающихся по типу проводимости транзисторов, способам их включения, режиму работы (АВ и В), а также по виду связи выходного каскада с предыдущим каскадом и с нагрузкой [28,30,40 41]. Высокие качественные показатели имеют каскады, в которых используются транзисторы различного типа проводимости (p-n-p и n-p-n) с достаточно близкими значениями параметров (комплементарные пары). Возможно также применение транзисторов одного типа проводимости, однако при этом следует принимать специальные меры для устранения возможной несимметрии плеч каскада.

Исходными данными для расчёта бестрансформаторного каскада служат: мощность на выходе ; сопротивление нагрузки ; диапазон частот … (30 Гц – 3 кГц); допустимые значения коэффициентов частотных искажений и ; допустимый коэффициент нелинейных искажений ; интервал рабочих температур … .

Особенности расчёта выходного бестрансформаторного каскада рассмотрим применительно к схеме, приведенной на рис. Расчёт производим в следующем порядке:

1. Определяем величину напряжения источника питания

2. Находим максимальное значение коллекторного тока оконечных транзисторов и

= /2 ;

= (A).

3. Выбираем значение тока покоя (тока в рабочей точке) оконечных транзисторов

~ (0.01…0.02) * ;

~ 0,0496 (А)

При использовании мощных низкочастотных транзисторов коллекторный ток покоя должен быть не менее 5 мА.

4. Определяем максимальную мощность, рассеиваемую коллекторным переходом каждого из оконечных транзисторов,

= /4 ;

(Вт)

По полученным значениям , , и заданному значению f _в выбираем тип оконечных транзисторов и . При этом необходимо, чтобы максимально допустимые значения соответствующих параметров транзисторов превышали расчётные, т. е.

> ; 25 (В);

> ; >3.96 (Вт);

> ; >3.1 (А).

Обычный ток коллектора выбранного транзистора должен быть минимален. Предельная частота усиления транзистора должна превышать верхнюю частоту заданного частотного диапазона не менее чем в 2 раза

, т.е. 6(кГц).

По этим параметрам подходит транзистор КТ704А.

5. При выборе типа оконечных транзисторов следует учитывать снижение предельной мощности, рассеиваемой транзистором при повышении температуры окружающей среды. Предельная мощность, рассеиваемая коллекторным переходом транзистора (без теплоотвода), определяется по формулам:

/ ;

(70 - 24)/5 = 9,2 (Вт);

Где – максимальная температура перехода, ; - температура окружающей среды, ; - тепловое сопротивление переход – окружающая среда, / Вт.

При установке транзистора на изолирующей прокладке следует учитывать ухудшения отвода тепла через радиатор. При этом предельная мощность, рассеиваемая коллекторным переходом транзистора, уменьшается.

6. Находим максимальное значение коллекторного тока предоконечных транзисторов:

= / ,

= 3.1/10 = 0.31(А),

где — максимальное значение коллекторного тока оконечных транзисторов; — минимальное значение коэффициента передачи тока оконечных транзисторов.

Сопротивления резисторов = выбираются в пределах (100…1000) Ом и уточняются при настройке усилителя.

7. Определяем мощность, рассеиваемую каждым из предоконечных транзисторов,

= / (1-0.9/ );

= 9,2/10(1-0.9/100*0.31) = 0,002 (Вт).

8. По полученным значениям и выбираем предоконечные транзисторы: типа p – n – p, а - типа n – p – n. При этом необходимо, чтобы максимально допустимые значения параметров выбранных транзисторов превышали расчётные значения этих параметров, т.е.

> ; >25 (B);

; >0,002 (Вт);

; >0,31 (A).

Обратный ток коллектора предварительных транзисторов должен быть минимален. Предельная частота усиления предоконечных транзисторов должна превышать верхнюю частоту заданного частотного диапазона не менее чем в 5 раз

5 ;

15 кГц.

По этим параметрам подходит транзистор КТ801Б.

_9.Находим ёмкость разделительного конденсатора C_1:

C₁ 1/ ;

C₁ 0,002 мФ.

Чем больше ёмкость С₁, тем лучше работает усилитель в области нижних частот диапазона.

10. Сопротивление резистора R₁ обычно не рассчитываем, а подбираем опытно – экспериментально при настройке каскада (первоначально можно выбрать R₁ 10 кОм).

R₁=10(кОм).

11. Определяем частотные искажения каскада в области низких и высоких частот

= ;

=1,2;

= ;

=1,02.

Полученные значения и не должны превышать заданной величины.

⇐ Предыдущая 1 23