= 1). Потужність вихідних каскадів лежить зазвичай в межах від 50 мВт до 100 Вт і більше, тому при розрахунку підсилювачів завжди слід враховувати рассеиваемую транзисторами потужність. Застосовувати лінійні еквівалентні схеми заміщення для аналізу таких схем можна лише досить умовно, оскільки параметри транзисторів залежать від струму.
2 Розробка принципової схеми
Зробимо розрахунок всіх каскадів принципової схеми, керуючись характеристиками УМЗЧ з технічного завдання [1]:
В
2. 1 Вихідні параметри
Максимальний напруга і максимальний струм на виході розраховуються за вихідної потужності Pвихмакс = 150 Вт та опору навантаження Rн = 4 Ом? А так само обчислимо номінальні значення цих величин:
В
2. 2 Вихідний каскад
Необхідне напруга живлення Uпит визначається за максимальному вихідному напрузі Uвихмакс, падіння напруги Uгст на джерелі струму проміжного каскаду, напрузі база-емітер Uq3, Uq5 транзисторів Q3 і Q5, і падіння напруги на опорах R7 і R8. Максимальна напруга живлення Uпіт_max отримують з урахуванням запасу на коливання напруги в мережі живлення:
В
Вибираємо напруга живлення Uпит = 33 В.
Напруга пробою вихідних транзисторів Q4, Q5 має бути:
В
Максимальна потужність розсіювання цих транзисторів при активному навантаженні і гармонійному сигналі на вході:
В
Сумарне теплове опір R транзисторів Q4 і Q5 (включаючи радіатори) визначають, прийнявши максимальну температуру кристала Тj = 175 В° С, а максимальну температуру навколишнього середовища Тu = 55 В° С:
В В
Нехай на радіатори доводиться Rth_l = 1,5 До/Вт. Тоді на самі транзистори залишається Rth_g = 2.908 До/Вт. Цій вимозі може задовольнити транзистор, у якого при Тu = 25 В° С потужність розсіювання:
В
За довідковими даними визначаємо, що такою потужністю розсіяння, а так само задовольняють відповідним параметрам характеристик, обчислених вище, володіють транзистори КТ818Г І КТ819Г в корпусі типу КТ-25.
В
2. 3 Проміжний каскад
За максимальному вихідному струму і мінімального посиленню по струму ОІ = 30 обраного типу транзисторів для вихідного каскаду Q4 і Q5 розраховується струм колектора транзисторів Q1 і Q3:
В
Оскільки із збільшенням частоти посилення по струму вихідних транзисторів зменшується (тобто при швидких змінах сигналу транзистор проміжного каскаду віддає більше струму), отримана величина струму завбачливо збільшується в 10 разів:
В
Струм спокою транзисторів Q1 і Q3 вибирається по мінімуму перехідних нелінійних спотворень величиною Iпок = 30 мА, при цьому падіння напруги на R7 буде близько 0.7 В:
В
Для обчислення О”U нам необхідно знати напруга база-емітер (Ube_q1q3) транзисторів Q1 і Q3, яке обчислюється за довідником при відповідному Ibo:
В
Далі знаходимо напруга зміщення О”U:
В
Потужність розсіювання транзисторів проміжного каскаду:
В
в стані спокою
В
З запасом приймається
Знаючи максимальний струм колектора транзисторів цього каскаду можна розрахувати їх максимальний базовий струм:
В
Виходячи з проведених вище розрахунків, за довідником, вибираємо транзистори КТ817Б і КТ816Б.
Для забезпечення необхідного напруги зміщення О”U = 3.08 У використовуємо 4 діода 2Д104А. Переймаючись потрібним падінням напруги на діодах, за довідником знаходимо струм, відповідний даному падінню напруги:
В
Обчислюємо параметри ГСТ для забезпечення потрібного струму через діоди Id = 7 мА. Вибираємо по довіднику стабілітрон з напругою стабілізації Uzener = 4,7 В при відповідному струмі Izener = 10 мА (2С147А). Переймаючись напругою база-емітер Uq2 = 0,7 У транзистора Q2, знаходимо опір R6:
В
2. 4 Вхідний каскад
Під вхідному каскаді використовується операційний підсилювач LM344 (Uпітмакс = В± 40, частота од. посилення Ft = 2,5 МГц). Сигнал з генератора подається на розділову ланцюжок С1, R1 далі на ланцюжок С2, R3, потім на інвертується вхід ОП. З виходу на вхід ОП йде зворотній зв'язок у вигляді паралельно-з'єднаних резистора R4 і конденсатора С3. Розрахуємо потрібний коефіцієнт підсилення ОУ по напрузі, виходячи з уже розрахованих параметрів схеми (Uоуном - напруга на виході ОП при номінальній вхідній напрузі Uвхном = 1 В):
В
Вибираємо
В
Далі зробимо розрахунок величин ємностей С2 і С3 щоб забезпечити задану смугу пропускання УМЗЧ (Ku - коефіцієнт посилення по рівню 0.7):
В
Частоту fв встановлюємо конденсатором С3:
В
Частоту fв встановлюємо конденсатором С2:
В
Для другого ОУ нашій бруківці схеми вхідним є сигнал з першого ОУ, а вхідний опір дорівнює опору зворотного зв'язку, тим самим забезпечуючи повторення вхідного сигналу. У схемі симетричні елементи відповідні елементам розрахованим вище мають подібні з ними параметри. В результаті використання мостової схеми ми от...
