угу 10 В.
Розраховуємо коефіцієнт посилення каскаду по напрузі і по струму, таким чином, знайдемо коефіцієнт посилення по потужності:
Таким чином, отримали, що значення вхідної сили струму і вхідної напруги задовольняють заданим в умові завдання.
2.5 Розрахунок елементів і обгрунтування схеми вхідного каскаду
Вхід реостатно каскад
Малюнок 5 - Принципова схема каскаду з ОІ
Так як опір вхідного пристрою досить велике, то застосуємо польовий транзистор на вході підсилювача, включений із загальним витоком. В якості напруги зсуву буде використано падіння напруги на резисторі в ланцюзі стоку.
Для розрахунку низькочастотного підсилювального каскаду на польових транзисторах використовуємо наступні вихідні дані:
Для вибору типу польового транзистора користуємося таким співвідношенням:
, (1)
де - мінімальне значення крутизни стоко-затворної характеристики обраного транзистора;
- активна складова вихідний провідності польового транзистора в закритому стані в схемі із загальним витоком.
Другим визначальним параметром при виборі транзистора служить напруга стік-витік. Воно не повинно бути нижче напруги джерела живлення, тобто:
.
За даними характеристиками найбільш підходящим є транзистор КП301Б, характеристики якого вказані в таблиці 2.
Таблиця 2 - Параметри транзистора КП301Б
ПараметрКП301Б
Підставивши всі потрібні значення в (1), отримаємо що:
.
Далі необхідно знайти еквівалентний опір каскаду, яке обчислюється за наступною формулою/1 /:
,
де
Отже, підставляючи отримані раніше значення, отримаємо:
Ом.
Визначимо опір навантаження в ланцюзі стоку:
кОм.
Те, що ми отримали від'ємне значення опору, означає, що при будь-якому опорі навантаження ланцюзі стоку коефіцієнт частотних спотворень в області верхніх частот не перевищуватиме заданого значення.
Резистор вибираємо з ряду Е - 24 з обмеженням по потужності МЛТ - 0,125 і номінальним опором 51 кОм.
У сімействі стокових характеристик проводячи навантажувальну пряму знаходимо значення струму і напруги відповідних робочій точці. Для нашого випадку це:
Розраховуємо опір в ланцюзі витоку:
кОм.
Резистор вибираємо типу МЛТ - 0,125 з ряду Е24.
Опір в ланцюзі затвора.
Ємність розділового конденсатора дорівнюватиме:
нФ.
Конденсатор вибираємо К53-14, робоча напруга 10 В.
Таким чином, знаходимо, що опір:
мкФ.
Вибираємо конденсатор К53-4 на напругу 10 В.
3. Перевірка розрахунків за коефіцієнтом посилення
Після твори всіх розрахунків отримали, що коефіцієнт підсилення каскаду:
- потужного посилення;
інверсного каскаду;
реостатного каскаду;
стокового повторювача.
Таким чином, загальний коефіцієнт посилення буде дорівнює:
.
Що ненабагато перевищує розрахункове значення при аналізі структурної схеми.
4. Розрахунок ККД підсилювача електричних сигналів
Для розрахунку ККД покладемо, що корисна потужність, що виділяється в ланцюзі-це потужність виділяється на навантаженні. В даному випадку вона буде дорівнює:
Вт
затрачати потужність це потужність, яку потрібно віддавати в навантаження від джерела живлення. Її ми знайдемо, застосовуючи перший закон Кірхгоффа, а саме підсумувавши всі струми колектора, множитимемо їх на ЕРС джерела сигналу:
Вт
Таким чином, ККД каскаду визначитися ставленням:
.
Дане значення цілком задовольняє потрібного.
Висновок
Розрахований підсилювач електричних сигналів забезпечує посилення в заданому частотному діапазоні від 100 Гц до 12 кГц. Коефіцієнт нелінійних спотворень дорівнює 4%, що менше заданого значення 5%. Потужність, що передається в навантаження, становить 2,5 Вт при заданому значенні в 2 Вт Для поліпшення масогабаритних характеристик пристрою можливе застосування інтегральних мікросхем замість дискретних елементів.
Підсилювач можна перевірити за допомогою осцилографа, ваттметра та інших приладів.
Список використаної літератури
1.Гершунскій Б.С. Довідник з розрахунку електронних схем.- К .: Вища школа, ...
