4.2 Расчет промежуточного каскада
В промежуточном каскаде будем использовать транзистор VT4 – КТ815Б
;
;
;
Ток источника тока промежуточного каскада равен:
Максимальное напряжение в схеме между коллектором и эмиттером данных транзисторов равно:
Напряжение
меньше предельно допустимого значения
для KT815Б,
равное 40 В.
Максимальная мощность выделяемая в схеме на этом транзисторе:
Далее сформируем требования к напряжению пульсации источника питания и рассчитываем значения емкостей конденсаторов С3 и С4
Определим конденсаторы С3 и С4:
Выберем
емкости с запасом
В качестве VT5 выберем такой же транзистор, как VT4 – КТ815Б (BC639)
Напряжение смещения равно:
Зададим
ток делителя через
равным
шести токам базы
.
Значения элементов источника напряжения
подчиняются следующим соотношениям:
В
покое когда входной сигнал равен нулю,
ток коллектора
близок
по значению к
.
Разница равна току базы покоя выходного
транзистора VT8-VT6
Коэффициент
передачи по току
и напряжение
,
при токе
Из
соотношений найдем
и
:
4.3 Расчет входного дифференциального каскада с эмиттерным источником тока
Выберем
транзистор КТ3107Ж в качестве VT2,
VT3
при токе коллектора 0.2 мА. Для источника
тока на VT1
выбираем транзистор КТ3107А. Ток источника
тока
,
тогда рабочие комплексные токи VT2,
VT3:
и
.
Токи базы VT2,
VT3
в схеме являются вытекающими. Чтобы на
выходе усилителя при отсутствии выходного
сигнала потенциал по постоянному току
был равен или близок к нулю вольт,
потенциал на базах VT2,
VT3
должен быть выше или равен падению
напряжения на резисторе
,
Ток базы будет равен:
Найдем
значение сопротивления
:
На
резисторе
необходимо
создать
падение
напряжения, равное разности питания и
падению напряжения на резисторе
.
Определим
значение сопротивлений
и
:
Рассчитаем
сопротивления
и
:
Найдем
ток делителя:
Используя ток делителя подберем диод: VD1=VD2=КД208
Для того чтобы найти значения элементов C1, С2, R7, нужно определить входное сопротивление усилителя в целом, потери на входе из-за конечного сопротивления источника сигнала, рассчитать коэффициент усиления. В усилителе применена параллельная отрицательная обратная связь. Ее действие приводит к увеличению входного сопротивления по току базы транзистора VT2 пропорционально глубине обратной связи, величина которой в многокаскадном усилителе достигает огромных значений. Поэтому входное сопротивление усилителя определяется в основном значениями сопротивлений входных резисторов R1 и R2.
Вычислим коэффициент входных потерь:
Расчет коэффициента усиления промежуточного каскада:
– крутизна
преобразования для составного транзистора
по схеме Дарлингтона:
Найдем общее сопротивление нагрузки в цепи коллектора, состоящего из параллельного соединения:
– общее
сопротивление источника тока и источника
смещения на выходе промежуточного
каскада:
Расчет коэффициента усиления входного дифференциального каскада:
Рассчитаем крутизну преобразования в дифференциальном каскаде:
Определим общее сопротивление нагрузки в дифференциальном каскаде:
-
Напряжение Эрли
Общий коэффициент усиления по напряжению усилителя с разомкнутой обратной связью выражается произведением:
где В – коэффициент пассивной цепи общей отрицательной обратной связи R6, R7, C2
Зная В и R6 найдем R7 и затем С2:
Уточним значения коэффициента B:
Рассчитаем значение емкости С1:
Проверим полученные значения коэффициентов передачи:
Требуемое значение напряжения усиленного сигнала на выходе выполняется с точностью выше 5% (зависит от R7)
Правильно
спроектированный усилитель может давать
искажения, оцениваемые через коэффициент
гармоник
,
порядка 5…15%, при условии, что уровень
сигнала на входе не вызывает перегрузки
усилителя.
Оценим действия общей ООС на значение коэффициента гармоник:
Для уменьшения коэффициента гармоник рекомендуется увеличить коэффициент петлевого усиления.
Приложение