- •1. Техническое задание
- •2. Введение
- •3. Блок-схема
- •4. Расчет каскадов усилителя мощности
- •4.1. Выходной каскад
- •4.2. Повторитель 3
- •4.3. Аттенюатор
- •4.4. Повторитель 2
- •4.5. Усилитель 2
- •4.6. Повторитель 1
- •4.7. Усилитель 1
- •8. Расчет радиаторов охлаждения
- •9. Технология изготовления печатных плат
- •10. Спецификация
- •10.1. Резисторы
- •10.2. Конденсаторы
- •10.3. Транзисторы
- •10.4. Стабилитроны
- •11. Карта режимов
- •11.1. Резисторы
- •11.2. Конденсаторы
- •11.3. Транзисторы
- •11.4. Стабилитроны
- •12. Список литературы
4.6. Повторитель 1
Нагрузкой для данного повторителя будет являться входное сопротивление последующего усилителя, а за амплитуду выходного напряжения примем входное напряжение того же каскада, т.е.:
1. Вычислим значение тока протекающего через нагрузку:
2. Определим параметры транзистора VT3:
3. Выберем тип транзистора VT3 (n-p-n) соответствующий найденным параметрам:
-
Модель
P, Вт
U(кэ), В
I(k), A
β
f(гр), Mhz
C(к)
VT3
КТ315Б
0,15
20
0,1
50
250
7
4. Определим значение тока базы VT3:
5. Определим падение напряжения на R10:
6. Определим параметры транзистора VT2:
7. Выберем тип транзистора VT2 (n-p-n) соответствующий найденным параметрам:
-
Модель
P, Вт
U(кэ), В
I(k), A
β
f(гр), Mhz
C(к)
VT2
КТ315Б
0,15
20
0,1
50
250
7
8. Определим значение тока базы VT2:
9. Определим значение тока делителя:
Выберем ток базового делителя из условия, что Iд>>Iб. Примем:
10. Найдем значение резистора R10:
11. Найдем значение резистора R9:
R9 = (5-10) кОм. Примем R9 = 10000 Ом, тогда
12. Определим падения напряжений на резисторах базового делителя:
13. Определим значения резисторов базового делителя:
14. Определяем величину Rэ~:
15. Определим входное сопротивление транзистора VT2:
16. Определим коэффициент передачи повторителя:
17. Определим входное напряжение повторителя:
18. Вычислим значение входного сопротивления повторителя:
19. Определим величину емкости конденсатора С4, исходя из условия:
Примем C4 = 150 мкФ
20. Определим напряжение на конденсаторах:
21. Определим мощности резисторов:
4.7. Усилитель 1
Нагрузкой для данного усилителя будет являться входное сопротивление следующего повторителя, а амплитудой выходного сигнала будет амплитуда входного сигнала повторителя, т.е.:
Uн=0,123В
Rн=188753 Ом
Расчет каскада по постоянному току:
1. Определим ток в нагрузке:
2. Ориентировочно зададим значения Iкmin и Uкэmin, используя соотношения:
3. Определяем Iкmax:
4. Зададимся значением γэ и вычислим λ:
5. Определим Ек и R5, UC2:
6. Определим Iкнач и Uкнач:
7. Определим допустимую мощность рассеивания на транзисторе:
8. Выберем тип транзистора VT1 (n-p-n) соответствующий найденным параметрам:
-
Модель
P, Вт
U(кэ), В
I(k), A
β
f(гр), Mhz
C(к)
VT1
КТ301Б
0,15
30
0,01
10
20
10
9. Найдём ток Iд:
10. Рассчитаем значения резисторов делителя R3 и R4:
11. Рассчитаем значение конденсатора в цепи эмиттера С2:
Расчет каскада по переменному току:
При расчете каскада по переменному току определяются следующие параметры:
12. Определим коэффициент усиления в области средних частот:
,
Тогда
13. Входное сопротивление каскада:
14. Выходное сопротивление каскада:
15. Определим напряжения на резисторах R5, R6:
Для обеспечения уровня нелинейных искажений, определяемых техническим заданием, вводим отрицательную обратную связь по напряжению глубиной F=6.
16. Входное сопротивление усилителя с ОС равно значению резистора R1:
17. Определим сопротивление цепи ОС R2:
18. Коэффициент усиления усилителя с ОС:
19. Определим входные параметры каскада:
20. Найдём напряжение на базовых делителях:
21. Определим мощности резисторов:
22. Определим напряжение на конденсаторах:
4.8. Расчёт разделительных конденсаторов
Расчет конденсаторов будем производить на низких частотах.
Распределим равномерно частотные искажения по всем конденсаторам, т.е.:
Расчет ёмкостей производится по следующей формуле:
Определим ёмкости разделительных конденсаторов:
5. АЧХ и ФЧХ усилителя на транзисторе VT4
Коэффициент усиления усилителя:
Фазовый сдвиг усилителя:
АЧХ и ФЧХ данного усилительного каскада имеют вид:
6. Расчет искажений на верхних частотах
1. Повторитель на транзисторах VT10-VT13:
VT12, 13:
VT10, 11:
2. Усилитель на транзисторе VT9:
3. Усилитель на VT4:
4. Усилитель на VT1:
Суммарное значение коэффициента частотных искажений:
7. Расчет стабилитронов
Стабилитроны используются для понижения напряжения питания для отдельных каскадов.
Стабилитрон VD1:
Для подачи питания использован стабилитрон КС515Г со следующими параметрами:
Uст, В |
Iст min, mA |
Iст ном, mA |
Iст max, mA |
Pст max, Вт |
15,0 |
3 |
10 |
31 |
0,25 |
Стабилитрон VD2:
Uст, В |
Iст min, mA |
Iст ном, mA |
Iст max, mA |
Pст max, Вт |
12,0 |
0,5 |
4 |
13 |
0,125 |
Стабилитрон VD3:
Uст, В |
Iст min, мА |
Iст ном, mA |
Iст max, мА |
Pст max, Вт |
9,1 |
3 |
10 |
20 |
0,25 |
