|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Порядок розрахунку
1. Знаходимо потужність вхідного сигналу. Зауважимо, що найбільша потужність віддається в навантаження, коли його опір дорівнює внутрішньому опору джерела. Тоді де Rex - вхідний опір першого каскаду ПНЧ (Rвх=Rдж).
2. Знаходимо потрібний коефіцієнт підсилення за потужністю. У загальному випадку рівність Rвх=Rдж не виконується, а величина опору навантаження ПНЧ не дорівнює опору кінцевого каскаду. Тому на вході та виході ПНЧ можуть бути застосовані узгоджувальні трансформатори, на яких буде губитися частина потужності корисного сигналу. Крім того, в ПНЧ звичайно застосовують регулятори рівня вихідного сигналу (для звукових ПНЧ - регулятори гучності), що також викликає деяке зниження потужності вихідного сигналу. Виходячи з цього, коефіцієнт підсилення за потужністю розраховують за такою формулою: де ηТвх - к.к.д. вхідного трансформатора, задається у межах (0,7...0,8); ηТвих- к.к.д. вихідного трансформатора, задається у межах (0,75...0,85); Крег - коефіцієнт передачі регулятора рівня сигналу, задається у межах (0,3...0,5). Виразимо коефіцієнт підсилення за потужністю у децибелах:
3. Попередньо вибираємо схему, тип підсилюючих приладів та орієнтовну величину коефіцієнта підсилення за потужністю вихідного каскаду. При цьому зважаємо на наступні рекомендації: 1) при розрахунковій потужності вихідного каскаду до 50 мВт доцільно використовувати однотактну схему з малопотужним транзистором в режимі класу А; 2) за потужності, що перевищує 50 мВт, треба застосовувати двотактну схему, режим якої (клас АВ або В), потужність транзисторів (мала, середня чи велика) визначаються, виходячи з певного значення Реих. Тип транзистора вихідного каскаду вибираємо за величиною максимально допустимої потужності, що розсіюється на його колекторі. Для цього знаходимо потужність, яку транзистор повинен віддати у навантаження: Потім знаходимо потужність, що споживається колекторним ланцюгом від джерела живлення: 1) для однотактного каскаду в режимі класу А: де ηТвих- коефіцієнт завантаження транзистора (приймається рівним 0,8). 2) для двотактного каскаду в режимі класу АВ або В: де ηТвих.каск - к.к.д. вихідного каскаду (для однотактного каскаду приймається приблизно 0,4, а для двотактних від 0,6 до 0,7). У нашому випадку Рвих = 1 Вт > 50 мВт, тому у якості вихідного каскаду можна вибрати двотактну трансформаторну схему підсилення, для якої За знайденим значенням Р вибираємо тип транзистора вихідного каскаду з табл. 11.2.2. При цьому необхідно виконувати умови: де РКмах- максимально допустима потужність, що розсіюється на колекторі вибраного транзистора; fh21E- гранична частота коефіцієнта передачі струму для вибраного типу транзистора в схемі з СЕ.
Таблиця 11.2.2 - Основні параметри деяких транзисторів (*) У дужках наведено потужність з додатковим тепловідводом Вибираємо транзистор типу КТ502И з параметрами: У цьому випадку транзистор можна використовувати без додаткового охолодження (тепловідводу).
4. Вибираємо схему каскадів попереднього підсилення. Виходячи з того, що для попереднього підсилення, як правило, використовують підсилювачі з СЕ, вибираємо схему. У якості активного елемента застосуємо малопотужний транзистор КТЗ15 п-р-п типу, бо для вихідного каскаду також було обрано транзистор п-р-п типу.
5. Знаходи мо орієнтовну кількість каскадів т та складаємо структурну схему ПНЧ. За певних умов можна вважати, що кожний каскад підсилювача за схемою з СЕ забезпечує підсилення потужності приблизно на 20 дБ. Тоді Отримане значення т округляємо до найближчого більшого цілого, тобто т =4. Структурна схема ПНЧ наведена на рис. 11.2.1, де цифрами 1-3 позначено каскади попереднього підсилення, а цифрою 4 - вихідний (кінцевий) каскад.
6. На основі структурної схеми, з урахуванням вище наведених міркувань складаємо орієнтовну принципову схему ПНЧ. У цій схемі каскади попереднього підсилення виконано на транзисторах VT1-VT3, а кінцевий - на транзисторах VT4,VT5. Резистор R9 є регулятором рівня вихідного сигналу. Конденсатор С10- фільтр напруги живлення ПНЧ, а RC-фільтр R14 C7 забезпечує додаткову фільтрацію напруги живлення каскадів попереднього підсилення (забезпечує виконання умов електромагнітної сумісності). Величина опору резистора Rl4 зазвичай складає декілька десятків Ом.
7. Якщо для вихідного каскаду обрати безтрансформаторну схему, то з формули треба вилучити величини ηТвх і ηТвих Тоді матимемо: Оскільки бєзтрансформаторні кінцеві каскади найчастіше будуються на основі каскадів з СК, що не мають підсилення за напругою, то можна вважати величину їхнього підсилення за потужністю рівною 10 дБ. У такому разі підсилення чотирикаскадної схеми складе що відповідає завданню. Орієнтовну електричну принципову схему безтрансформаторного ПНЧ. Тут, для забезпечення живлення кінцевого каскаду від однополярного джерела, його підмикання до передкін-цевого каскаду і до навантаження здійснюється через конденсатори С8 С10 (ємність С10 за великої потужності навантаження складає тисячі мікрофарад). Транзистор VT5 повинен мати такі ж параметри, як і VT4, але бути протилежного типу провідності: вибираємо транзистор КТ814А р-п-р типу, комплементарний до КТ815А. Кінцевий каскад працює в режимі класу АВ, що визначається подачею у режимі спокою на базу транзистора VT4 напруги зміщення (-UR16 /2), а на базу транзистора VT5 напруги змі щення (+UR16 /2). Величина опору резистора R16 набагато менша за опір резисторів R15 і R17 (падіння напруги на ньому становить близько 1,5 В), тому напруга зміщення ±URl6/2 визначається струмом дільника I≈EK/(R15+R17) та її можна вважати рівною IR16 /2. Невелике значення напруги зміщення визначає незначний (десятки міліампер) наскрізний струм транзисторів VT4 і VT5. Струм у навантаженні при цьому відсутній. Оскільки величина опору Rl6 незначна, можна вважати, що за змінним струмом бази транзисторів VT4 і VT5 з'єднані. Для забезпечення кращої температурної стабільності кінцевого каскаду замість резисторів Rl5-Rl7 застосовують 2-3 діоди, до того ж розміщують їх (приклеюють) на тому ж тепловідводі, що й транзистори VT4 і VT5. Тоді, зі змінами температури транзисторів (що викликає зміну контактної різниці потенціалів база-ємітер) будуть пропорційно змінюватись і напруги зміщення транзисторів.
8. Отримані в результаті попереднього розрахунку дані є основою для остаточного розрахунку ПНЧ.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.022 сек.) |