Реферат: Расчет резисторного усилителя тока с непосредственной связью
Задача
Рассчитать параметры усилителя, на вход которого подается напряжение сигнала с амплитудой от источника с внутренним сопротивлением . Усилитель должен обеспечивать в нагрузке токовый сигнал амплитудой с коэффициентом гармоник, не превышающим .
В усилителе предусмотрена общая параллельная отрицательная обратная связь по току (), глубина которой . Диапазон рабочих частот усилителя от до при допустимых частотных искажениях сигнала , ; температура окружающей среды . Определить также К.П.Д. усилителя и полный ток, потребляемый от источника питания.
Исходные данные для расчета:
, , , Ом, , , , , , .
Структура транзистора:
Материал транзистора: (кремний).
1. Преобразуем источник напряжения на входе усилителя в источник тока с амплитудой пренебрегая влиянием входного сопротивления усилителя.
2. Составляем эквивалентную схему усилителя для области средних частот, учитывая при этом структуру транзистора.
3. Определим общий коэффициент усиления усилителя , охваченного цепью ОС.
4.Вычислим коэффициент усиления усилителя с разомкнутой цепью ООС.
5. Находим коэффициенты усиления отдельных каскадов, полагая, что
Далее расчет ведем для разомкнутой цепи ООС.
6. Выбираем режим работы класса А и находим размах коллекторного тока, принимая
, где ψ- коэффициент запаса по току, обеспечивает работу в линейной области выходных характеристик ψ=0.85…0.95
7.Расчитаем напряжение и.п.
8. Из стандартного ряда принимаем
9. Рассчитаем выходную мощность каскада.
10. Находим мощность, отбираемую каскадом в режиме покоя.
11. Выбираем транзистор
,
Siтранзистор КТ3107В
| , кОм | МГц | А | В | К | мВт | К | К | К/Вт | |
| - | 70…140 | 120 | 0.1 | 30 | 213…298 | 398 | 423 | 420 |
12.Оцениваем работоспособность транзистора в заданных температурных условиях
,
Транзистор соответствует данному температурному режиму.
13. Выбираем сопротивление резистора
14.Рассчитываем режим покоя транзистора VT2
а) Принимаем ток коллектора покоя VT2 () равным половине его максимального значения.
б) Вычисляем напряжение коллектор-эмитер в точке покоя.
в) Графически определим ток и напряжение базы.
15. Находим величины и в точке покоя.
Транзистор соответствует данному коэффициенту усиления по току, входному сопротивлению транзистора.
16. Строим гиперболу допустимой мощности рассеивания.
17. Определим динамический режим работы транзистора.
18. Вычислим входное сопротивление оконечного каскада в точке покоя без учета базового делителя.
19. Определим падение напряжения на нагрузке () в режиме покоя транзистора VT2.
20. Задаем падение напряжения на резисторе фильтра на уровне .
21.Зададимся током коллектора транзистора VT1 в режиме покоя.
22. Рассчитываем сопротивление резистора и выбираем его номинальную величину.
23.Вычисляем мощность, рассеиваемую резистором , и окончательно выбираем его тип.
Выбираем резистор ОМЛТ-0,125-2,1кОм5%
24. Уточняем входное сопротивление оконечного каскада с учетом влияния резистора
25. Рассчитываем коэффициент усиления по току оконечного каскада () без учета влияния входной цепи.
26. Находим амплитуду входного тока каскада .
27. Находим мощность, потребляемую базовой цепью транзистора VT2 от предыдущего каскада.
28. Рассчитываем выходную мощность каскада предварительного усиления.
,
где — коэффициент запаса, учитывающий потери мощности в цепи смещения оконечного каскада.
29. Вычислим мощность , рассеиваемую коллектором VT1.
30. Принимая напряжение питания каскада с учетом падения напряжения на резисторе , выбираем транзистор VT1 по аналогии с оконечным каскадом.
, транзистор КТ3107В
31. Определим ток базы покоя транзистора VT1 (аналитически).
32. Составляем уравнение для базовой цепи VT1 в режиме покоя с учетом сопротивления транзистора и рассчитываем сопротивление резистора .
33. Находим входное сопротивление предоконечного каскада .
34. Рассчитаем коэффициент усиления по току предоконечного каскада.
35. Вычислим коэффициент передачи цепи ОС.
, ,
36. Находим фактическую глубину ОС по току .
37. Вычислим постоянную времени перезаряда разделительного конденсатора .
38. Рассчитаем емкость конденсатора, а затем выбираем ее номинальное значение из табл.П.2.2. Рабочее напряжение конденсатора следует выбирать из условия .
39. Находим коэффициент усиления предоконечного каскада по напряжению.
,
,
40. Определим значение и .
41. Вычислим полный ток , потребляемый усилителем от источника питания.
42. Рассчитаем К.П.Д. усилителя