Задание на курсовое проектирование

3. Задание на курсовое проектирование

Рн=13 Вт

Rн=10 Ом

К_u=2300

R_c=2.2 кОм

S=3

T_max=50°C

f_н=120 Гц

f_в=35000Гц

К_сгл=800

4. Выходной каскад усилителя

В качестве выходных каскадов (усилителей мощности) широкое применение получили как трансформаторные, так и бестрансформаторные усилители. Современные усилители небольшой мощности выполняют по бестрансформаторной схеме, что позволяет уменьшить габариты, массу, стоимость и расширить полосу пропускания устройства. Так как выходные каскады являются основными потребителями энергии источников питания, они работают в режиме класса В или класса АВ, обеспечивая высокий КПД. При этом для уменьшения нелинейных искажений применяют двухтактные схемы. Такие схемы выполняют на комплементарных транзисторах; схема представляет собой соединение двух эмиттерных повторителей, работающих на общую нагрузку rh. Режим по постоянному току, соответствующий режиму работы класса АВ, обеспечивается делителем R1-VD-R2. Сопротивление диода создает необходимое напряжение по постоянному току между базами транзисторов VT1 и VT2, а также выполняет функции элемента схемы термокомпенсации.

Исходные данные:

Рн = 13 Вт, Rн = 10 Oм. Транзистор выбираются по допустимой мощности рассеяния на коллекторе.

P_Kmax и максимальной амплитуде коллекторного тока I_Kmax:

На основе этих условий выбираем комплементарную пару:

КТ817В (Si n-p-n; в = 25…45; I_kmax=3A; P_kmax=25Вт)

КТ816В (Si n-p-n; в = 25…40; I_kmax=3A; P_kmax=25Вт)

Напряжение источника питания находим из условия:

 

Выбираем E_П=40 В

На входной характеристике транзистора построим нагрузочную прямую по двум точкам:

 

Из входной, выходной и сквозной характеристик определяем следующие значения:

 

Коэффициент нелинейных искажений по 3-й гармонике без учёта ООС:

Глубина обратной связи:

 

,

где g₂₁ – усредненная крутизна характеристики транзистора,

F = 51

C учётом действия ООС коэффициент нелинейных искажений по третьей гармонике:

Коэффициент нелинейных искажений по второй гармонике:

,

где х = 0.5 – коэффициент асимметрии.

Коэффициент нелинейных искажений с учетом ООС:

Полный коэффициент нелинейных искажений усилителя:

 

Сопротивления резисторов R₁ и R₂ принимают равными:

 

где - ток делителя, определяемый по ВАХ диода.

Выбираем резисторы из стандартного ряда: R₁ = R₂ = 750 Ом.

Входное сопротивление каскада:

 

где  – сопротивление делителя по переменному току

 – усреднённая входная проводимость транзистора

Амплитуда напряжения и тока входного сигнала каскада:

,

Коэффициент усиления напряжения выходного каскада:

 

Ёмкость разделительного конденсатора:

где M_н = 0.707 – коэффициент частотных искажений.