Розподіл спотворень по каскадах

1.4 Розподіл спотворень по каскадах

Нелінійні спотворення цілком відносять на вихідних каскад. Щоб забезпечити малий рівень нелінійних спотворень у проміжних каскадах величини струму колектора і напруги колектор-емітер у робочій точці вибирають у 1,3…1,7 рази більше амплітуд перемінних складових струму і напруги.

Орієнтовно рівень нелінійних спотворень кінцевого каскаду можна оцінити за коефіцієнтами підсилення по струму в точках “P”, “M”.

, А, А,

, А, А,

,

;

%

Величина коефіцієнта нелінійних спотворень (КНС)  оцінюється за співвідношенням цих коефіцієнтів для двотактного каскаду з режимом В- вище приблизно в 1,5 рази.

< 2%

Отже місцевий НЗЗ не потрібний.

Лінійні спотворення в області нижніх частот вносяться розділовими і блокувальними конденсаторами, а також трансформаторами ( при їх наявності). Знаючи число і тип каскадів, можна визначити число елементів, що вносять спотворення, і сумарну величину спотворень:

дБ

 дБ

Так як , то не треба вводити НЗЗ.

Спотворення в області верхніх частот:

 дБ,

 дБ,

 дБ;

де .

Сумарна величина спотворень  (дБ) повинна бути менше припустимої  дБ.

0,24 дБ < 2 дБ, отже НЗЗ не потрібний.

2 Вибір схеми і розрахунок кінцевого каскаду

2.1 Особливості розрахунку схеми на складених транзисторах

Схема простого двотактного безтрансформаторного підсилювача наведена на рисунку 4.

Рисунок 4. Схема простого двотактового безтрансформаторного підсилювача

Складений транзистор у кінцевому каскаді, маючи високий вхідний опір, полегшує роботу передкінцевого каскаду і дозволяє одержати від нього велику амплітуду сигналу.

Методика розрахунку схеми на складених транзисторах цілком збігається з розрахунком простої схеми на комплементарних транзисторах. При цьому використовують параметри складеного транзистора, які можна визначити з наступних співвідношень:

 Ом

Ом

Номінальне значення R3=R4=33 Ом.

 В

де  параметри транзисторів VT1, VT2;

 параметри транзисторів VT3,VT4;

 напруги зсуву транзисторів VT1 і VT3.

Розрахунок починається з визначення параметрів робочої точки:  В і А для режиму В. На вихідних статичних характеристиках обраних транзисторів у координатах  будується лінія навантаження, що проходить через точки  і -

(12;0)і (0;3);

Рисунок 5.Вихідні та вхідні характеристики транзистора КТ817A

Знаючи необхідну амплітуду напруги в навантаженні , визначаємо  В,

За допомогою вхідної статичної характеристики обраного транзистора, визначаємо:

 А,

  В,  В,

 мА,

 А,

 В, В,

В, В,

 мА; А,

 В;

Постійний струм бази  визначається зі співвідношення:

 А

Оцінюємо задану потужність:

 Вт

У схемі з ЗК діє місцевий НЗЗ, глибина якого:

,

де

Резистори R1, R2 і діод VD ставляться в схемі, якщо вихідний і перед кінцевий каскади розділені конденсатором. Тоді опори R1, R2 приймають однаковими з розрахунку:

,

 де

 Ом

 мА

Номінальне значення R1=R2=1200 Ом = 1,2 кОм

Розраховуємо потужність, що розсіюється:

 Вт;

Діод вибирають таким, щоб спадання напруги на ньому складало В, при струмі  мА. Вибираємо два діода типу

Рисунок 6. ВАХ діода КД520

Вхідний опір дорівнює , якщо ставиться дільник R1,VD,R2, де Ом і  вхідний опір транзистора, обумовлений за вхідною характеристикою поблизу точки .

Ом;

Амплітуда напруги вхідного сигналу дорівнює:

 ,

де

 В

І амплітуда вхідного струму дорівнює:

А = 17 мА;

Будуємо наскрізну динамічну характеристику транзистора . При цьому необхідно враховувати, що для безтрансформаторного каскаду

, де  Ом.

Таблиця 1.5 Наскрізна динамічна характеристика

Точки
0	0	0	0,65	0,65
1	0,5	0,01	0,8	3,84
2	1	0,025	0,9	7,5
3	1,5	0,05	1,05	12,25
4	1,9	0,07	1,1	15,98

 В,

 В,

 В,

 В,

 В;

Рисунок 7. Наскрізна динамічна характеристика

За цією характеристикою визначають коефіцієнт нелінійних спотворень по третій гармониці  без обліку впливу НЗЗ.

З урахуванням дії місцевого НЗЗ коефіцієнт нелінійних спотворень по третій гармониці . Нелінійні спотворення по другій гармониці в двотактних схемах компенсуються тим краще, чим менше коефіцієнт асиметрії струму (Х) у плечах схеми. У залежності від точності застосовуваних елементів і розкиду параметрів транзисторів Х=0,1…0,5. Тоді  і, з обліком НЗЗ, . Повний коефіцієнт гармонік дорівнює:

;

Ємність розділового конденсатора (при його наявності) визначається за припустимою величиною лінійних спотворень  (у відносних одиницях) на частоті . Величина лінійних спотворень: ;

 мкФ

Номінальне значення -  мкФ.

Частотні спотворення на нижній граничній частоті будуть рівні:

 дБ

Коефіцієнт частотних спотворень на верхній частоті діапазону визначається виразом:  дБ.