Теоретичні пояснення

Мета розрахунку

Метою даної роботи є набуття навиків розрахунку транзисторних каскадів попереднього підсилення низькочастотних сигналів змінного струму, у даному разі звукових частот (ПНЧ).

Теоретичні відомості, необхідні для виконання розрахунку

Для виконання розрахунку необхідно знати основні характеристики підсилювачів змінного струму, принцип дії та методи розрахунку тран­зисторних каскадів попереднього підсилення ПНЧ, що працюють у класі А.

Теоретичні пояснення

Остаточний розрахунок є основною частиною роботи при проекту­ванні ПНЧ. При його виконанні розраховують параметри елементів кож­ного каскаду, ланцюгів міжкаскадних зв'язків, режими роботи транзис­торів. Розрахунок зазвичай виконують у послідовності, зворотній послідов­ності проходження сигналу в ПНЧ: спочатку розраховують елементи кінцевого каскаду, потім - передкінцевого, а далі - каскадів поперед­нього підсилення. Така послідовність обумовлена орієнтацією розрахун­ку на забезпечення на навантаженні ПНЧ заданої вихідної потужності за допустимих значень нелінійних та частотних викривлень сигналу.

Елементи схеми вибирають з урахуванням вимог стандартів до пев­них типів компонент. Так, резистори вибирають за номінальним зна­ченням, найближчим до розрахункової величини опору, та за величи­ною потужності, що розсіюється в резисторі у робочому режимі. Конденсатори вибирають за номінальним значенням ємності, найближчим до розрахункової величини, та за величиною робочої напруги.

Номінальн і значення опорів резисторів та ємностей конденсаторів (між іншим, як і номінальні значення параметрів будь-яких стандарт­них елементів) відповідають стандартним рядам, що, як правило, є десятковими рядами геометричної прогресії зі знаменником q_N = де N- кількість значень ряду. Номінальне значення параметру, що відповідає конкретній позиції ряду (від 1 до N) обчислюється як . Деякі ряди номінальних значень наведені у табл. 11.3.2. Так, для ряду Е24: N = 24; q₂₄ = , a₀=1

Таблиця 11.3.2 - Ряди номінальних значень

Числу в індексі знаменника ряду відповідає кількість позицій ряду: так ряд Е24 має 24 номінальних значення у проміжку від 1 до 10 (більша кількість при допустимому відхиленні ± 5% не потрібна).

Будь-яке номінальне значення ряду може бути помножене на множ­ник 10^m. Множники та їх позначення наведені в табл. 11.3.3 (може бути, наприклад, 6,8 0м; 680 Ом; 6,8 кОм; 68кОм; 6,8 мкФ; 0,68 нФ; 6800 пФ та ін.).

Таблиця 11.3.3 - Множники для утворення десяткових часткових та кратних одиниць

Номінальні значення деяких елементів, особливо застарілої розроб­ки, можуть відповідати іншим рядам.

Деякі найрозповсюдженіші типи резисторів, що виробляються для електронних пристроїв, наведено в табл. 11.3.4, а конденсаторів - в табл. 11.3.5.

Примітки до табл. 11.3.5:

1) якщо розрахункова величина ємності більша за максимальне но­мінальне значення конденсаторів даного типу, то необхідне значення ємності забезпечують за рахунок паралельного вмикання потрібної кіль­кості конденсаторів;

2) якщо розрахункова величина робочої напруги більша за номіналь­не значення напруги конденсатора, то використовують послідовне вми­кання конденсаторів.

Таблиця 11.3.4 - Постійні резистори

Таблиця 11.3.5- Конденсатори постійної ємності

Таблиця 11.3.5 - Конденсатори постійної ємності (продовження)

Вихідні дані:

Для остаточного розрахунку каскаду попереднього підсилення тран­зисторного ПНЧ, що працює у класі А та виконаний за схемою з СЕ вихідними даними є:

1) необхідн а потужність на виході ПНЧ Р_вих = 1 Вт;

2) напруга джерела вхідного сигналу U_вх = 10 мВ;

3) опір навантаження R_H = 8 Ом;

4) напруга живлення Е_к = 23 В;

5) внутрішній опір джерела сигналу R_дж = 100 Ом;

6) діапазон частот f_н = 50 Гц, f_в = 20000 Гц;

7) вихідна максимальна напруга U_вих.max = 5 B;

8) допустиме значення коефіцієнта частотних коливань в області нижчої частоти М_н = 1,8;

Вважаємо, що ПНЧ працює в стаціонарних умовах. Температура оточуючого середовища: Т_min = +15 °С; Т_max = +25 °С.

Необхідно визначити:

1) тип транзистора (уточнити правильність попереднього вибору);

2) режими роботи транзистора;

3) опори резисторів дільника R₁ R₂;

4) опір резистора колекторного навантаження R₃;

5) опір резистора в ланцюгу емітера R₄;

6) ємність розділяючого конденсатора С₂;

7) ємність конденсатора в ланцюгу емітера С₃;

8) гарантовані значення коефіцієнтів підсилення каскаду за стру­мом К_І, напругою К_U, та потужністю К_р.

При побудові схеми каскаду будемо використовувати елементи з допустимим відхиленням від номінальної величини ± 5 % (виходячи з цього, в результатах розрахунку можна залишати не більше трьох значущих цифр).

Поиск по сайту: