Задача
Рассчитать параметры усилителя, на вход которого подается напряжение сигнала с амплитудой  от источника с внутренним сопротивлением  . Усилитель должен обеспечивать в нагрузке  токовый сигнал амплитудой  с коэффициентом гармоник, не превышающим  .
В усилителе предусмотрена общая параллельная отрицательная обратная связь по току ( ), глубина которой  . Диапазон рабочих частот усилителя от  до  при допустимых частотных искажениях сигнала  ,  ; температура окружающей среды  . Определить также К.П.Д. усилителя и полный ток, потребляемый от источника питания.
Исходные данные для расчета:
 ,  ,  ,  Ом,  ,  ,  ,  ,  ,  .
Структура транзистора: 
Материал транзистора:  (кремний).
1. Преобразуем источник напряжения на входе усилителя в источник тока с амплитудой  пренебрегая влиянием входного сопротивления усилителя.
2. Составляем эквивалентную схему усилителя для области средних частот, учитывая при этом структуру транзистора.
3. Определим общий коэффициент усиления усилителя  , охваченного цепью ОС.
 
4.Вычислим коэффициент усиления  усилителя с разомкнутой цепью ООС.
5. Находим коэффициенты усиления отдельных каскадов, полагая, что 
Далее расчет ведем для разомкнутой цепи ООС.
6. Выбираем режим работы класса А и находим размах коллекторного тока, принимая 
 , где ψ- коэффициент запаса по току, обеспечивает работу в линейной области выходных характеристик ψ=0.85…0.95
7.Расчитаем напряжение и.п.
8. Из стандартного ряда принимаем 
9. Рассчитаем выходную мощность каскада.
10. Находим мощность, отбираемую каскадом в режиме покоя.
11. Выбираем транзистор
,
Siтранзистор КТ3107В
 , кОм |
 |
МГц
|
А
|
В
|
К
|
мВт
|
К
|
К
|
К/Вт
|
| - |
70…140 |
120 |
0.1 |
30 |
213…298 |
 |
398 |
423 |
420 |
12.Оцениваем работоспособность транзистора в заданных температурных условиях
,  
Транзистор соответствует данному температурному режиму.
13. Выбираем сопротивление резистора 
14.Рассчитываем режим покоя транзистора VT2
а) Принимаем ток коллектора покоя VT2 ( ) равным половине его максимального значения.
б) Вычисляем напряжение коллектор-эмитер в точке покоя.
в) Графически определим ток и напряжение базы.
 
15. Находим величины  и в точке покоя.
Транзистор соответствует данному коэффициенту усиления по току, входному сопротивлению транзистора.
16. Строим гиперболу допустимой мощности рассеивания.
17. Определим динамический режим работы транзистора.
18. Вычислим входное сопротивление оконечного каскада  в точке покоя без учета базового делителя.
19. Определим падение напряжения на нагрузке ( ) в режиме покоя транзистора VT2.
20. Задаем падение напряжения на резисторе фильтра на уровне  .
21.Зададимся током коллектора транзистора VT1 в режиме покоя.
22. Рассчитываем сопротивление резистора  и выбираем его номинальную величину.
23.Вычисляем мощность, рассеиваемую резистором , и окончательно выбираем его тип.
Выбираем резистор ОМЛТ-0,125-2,1кОм 5%
24. Уточняем входное сопротивление оконечного каскада с учетом влияния резистора
25. Рассчитываем коэффициент усиления по току оконечного каскада ( ) без учета влияния входной цепи.
26. Находим амплитуду входного тока каскада  .
27. Находим мощность, потребляемую базовой цепью транзистора VT2 от предыдущего каскада.
28. Рассчитываем выходную мощность  каскада предварительного усиления.
 ,
где  - коэффициент запаса, учитывающий потери мощности в цепи смещения оконечного каскада.
29. Вычислим мощность  , рассеиваемую коллектором VT1.
30. Принимая напряжение питания каскада  с учетом падения напряжения на резисторе  , выбираем транзистор VT1 по аналогии с оконечным каскадом.
 , транзистор КТ3107В
31. Определим ток базы покоя транзистора VT1 (аналитически).
32. Составляем уравнение для базовой цепи VT1 в режиме покоя с учетом сопротивления транзистора и рассчитываем сопротивление резистора .
33. Находим входное сопротивление предоконечного каскада  .
34. Рассчитаем коэффициент усиления по току предоконечного каскада.
35. Вычислим коэффициент передачи цепи ОС.
 ,  , 
36. Находим фактическую глубину ОС по току  .
37. Вычислим постоянную времени перезаряда разделительного конденсатора  .
38. Рассчитаем емкость конденсатора, а затем выбираем ее номинальное значение из табл.П.2.2. Рабочее напряжение конденсатора следует выбирать из условия  .
39. Находим коэффициент усиления предоконечного каскада по напряжению.
 ,
 , 
40. Определим значение  и .
41. Вычислим полный ток  , потребляемый усилителем от источника питания.
42. Рассчитаем К.П.Д. усилителя
|
