Определим значение тока
Сопротивления делителя напряжения
Входные сопротивления верхнего и нижнего плеч каскада с учетом шунтирующего действия резисторов:
Среднее значение коэффициента усиления по напряжению выходного каскада
Среднее значение амплитуды входного тока выходного каскада:
Мощность сигнала на входе выходного каскада:
КПД всего каскада Уточненное значение мощности, рассеиваемой одним транзистором:
Тепловое сопротивление корпус-среда:
— тепловое сопротивление подложка-корпус.
Площадь радиатора
— коэффициент теплопередачи
Расчет элементов межкаскадной связи
Целью данного расчета является определение величин емкостей разделительных конденсаторов С1 и С2.
Наличие указанных реактивных элементов приводит к завалу амлитудно-частотной характеристики усилителя в области низких частот и, соответственно, к возникновению сдвига фаз между сигналами до и после разделительных емкостей.
Обозначим фазовьхй сдвиг, вносимый разделятельным конденсатором С1 через φ1, а фазовый сдвиг, вносимый разделительным конденсатором С2 через φ2.
Согласно заданию на работу, общая величина фазового сдвига сигнала в выходном каекаде не должна превышать допустимую φдоп =φ1+ φ2. Обеспечить это требование можно, правильно распределив значения фазовых сдвигов, вносимых распределительными конденсаторами С1 и С2.
На практике фазовый сдвиг, вносимый конденсатором С2, трудно сделать малым из-за небольшой величины сопротивления нагрузки Rн. Для минимизации величины емкости конденсаторв С2 принимают:
Емкости разделительных конденсаторов рассчитывают по формулам:
Допустимые рабочие напряжения на разделительных конденсаторах выбираются из условия:
Заключение
В результате расчета выходного каскада решены следующие основных задач:
составлена принципиальная схемы выходного каскада, позволяющей реализовать требуемые коэффициенты усиления сигнала по мощности и напряжению, а также обладающей КПД не менее 42%;
подобраны транзисторы, исходя из требуемой мощности Рн в нагрузке, температуры окружающей среды tв и заданного либо выбираемого напряжения Еп источника питания;
VT1 и VT2 — КТ502 Б
VT3 и VT4 — КТ817 Б выбраны оптимальных режимов работы транзисторов по постоянному току, обеспечивающие малый уровень нелинейных искажений в заданном интервале температур;
определены электрических параметров выходного каскада по переменному току (входного сопротивления, коэффициентов усиления по току, напряжению и мощности; амплитуд входного тока и напряжения) найдена минимально необходимая площадь S радиаторов.
Список литературы
1. Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника и микропроцессорная техника: учеб. для вузов — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш.
гих., 2004. — 790 с.
2. Дорошков АВ. Расчет бестрансформаторного усилителя низкой частоты: Метод, указания к выполнению курсовой работы по курсу «Электротехника и элекроника» для студентов спец. 210 200 и специализации 210 206 всех форм обучения. — СП6.: СП6ГУНиПТ, 2003—51 с.
3. Дорошков А. В. Теория и компьютерное моделирование устройств электроники; Учеб. пособие. — 0116.: СП6ГУНиГГ, 2006. — 131 с.
