Розрахунок підсилювача звукової частоти

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Розрахунок підсилювача звукової частоти на біполярному транзисторі за схемою включення зі спільним емітером

Завдання. Розрахувати підсилювач звукової частоти на біполярному транзисторі за схемою включення зі спільним емітером із температурною стабілізацією за наступними даним:

1. Тип транзистору…………………………………………….КТ210Б;

2. Амплітуда вихідного сигналу U_вих, В…………………………. 2,5;

3. Опір навантаження R_н, кОм……………………………………..1.5

4. Опір джерела сигналу R_дж, кОм………………………………75;

5. Частотний діапазон сигналу:

Нижня гранична частота f_н, Гц…………………………………..65;

Верхня гранична частота f_в, кГц………………………….……..24;

6. Модулі коефіцієнтів частотних спотворень:

На нижній граничній частоті М_н…………………………….. 1,13;

На верхній граничній частоті М_в…………………………….. 1,32;

7. Коефіцієнт температурної нестабільності S………….……….. 4,2.

Необхідно:

1. Визначити режим роботи транзистора за постійним струмом.

2. Розрахувати елементи схеми підсилювача за постійним струмом та забезпечити необхідну температурну стабілізацію каскаду.

3. Визначити параметри підсилювача та представити підсилювач еквівалентним чотириполюсником.

4. Розрахувати нелінійні спотворення підсилювача.

5. Побудувати амплітудно-частотну, фазочастотну та амплітудно-фазочастотну характеристики підсилювача частот в діапазоні від 1Гц до 1МГц.

Для забезпечення потрібного коефіцієнту температурної стабілізації S?4.2 обрано схемне рішення підсилювального каскаду із емітерно-колекторною стабілізацією струму колектору, принципова схема підсилювача наведено на рис. 1.1.

Рисунок 1.1 - принципова схема підсилювача на БПТ зі СЕ

1.1 Розрахунок елементів схеми підсилювача за постійним струмом

Схема підсилювача на біполярному транзисторі зі спільним емітером за постійним струмом наведено на рис. 1.2.

За даними довідника виписані паспортні дані транзистору КТ210Б:

- максимальний постійний струм колектору, І_Кмах, мА……….20

- максимальна постійна напруга колектор-база, U_КБмах, В……..30

- максимальна постійна напруга колектор-емітор, U_КЕмах, В…….30

- максимальна постійна напруга емітор-база, U_ЕБмах, В…….……10

- максимальна потужність, що розсіюється на колекторі, Р_Кмах, мВт 25

- статистичний коефіцієнт передачі струму в схемі СЕ, h_21Е..від 10 до 100



Рисунок 1.2. - Схема підсилювача на БПТ зі СЕ за постійним струмом

На рис. 1.3, приведено вхідні та вихідні вольт-амперні характеристики (ВАХ) транзистору КТ210Б. На вихідних ВАХ нанесено межі робочих режимів, що визначаються допустимими параметрами транзистору:

U_{КЕ мах}=30В; І_{К мах}=20 мА; Р_{К мах}=25 мВт.

Характеристику максимально допустимої потужності, що розсіюється на колекторі, будуємо згідно розрахунку, який наведено у таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 - Розрахунок характеристики максимально допустимої потужності, що розсіюється на колекторі

Uкэ, В	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ікі, мА	12,5	8,3	6,25	5	4,2	3,6	3,125	2, 8	2,5



Рисунок 1.3 - Вхідна ВАХ транзистору КТ210Б

Рисунок 1.4 - Вихідна ВАХ транзистору КТ210Б

Вибір режиму роботи транзистору. Положення точки покою А на вихідних ВАХ біполярного транзистору, який включено за схемою зі СЕ, визначається напругою U_{КЕ А} та струмом І_{К А}. Значення цих параметрів визначається із наступних умов:

U_{КЕ А}?U_{ВИХ max}+ U_{КЕ нас}=2,5+1=3,5 В; (1.1)

I _{К А}?(1.5…2.0) · I_{ВИХ max}=(1.5…2.0) · (U_{ВИХ max} /R_н)

I _{К А}=(1.5…2.0) · (2,5/500)=7,5 мА (1.2)

На рис. 1.3 та 1.4 приведені вхідні та вихідні ВАХ біполярного транзистору, який включено за схемою зі СЕ. З урахуванням умов 1.1 та1.2 приймається положення точки покою А на вихідних ВАХ транзистору:

I _{К А}=5,1 мА; U_{КЕ А}=3,5 В; I _{Б А}=0,04мА;

Визначимо положення точки покою на вхідних ВАХ транзистора. Значення напруги на база-емітерному переході U_{БЕ А}=0,7 В. Таким чином, координати точки покою:

I _{К А}=5,1 мА; U_{КЕ А}=3,5 В; I _{Б А}=0,04мА; U_{БЕ А}=0,7 В.

Використовуючи досвід проектування транзисторних підсилювачів, необхідно виконання наступних умов:

U₁₀=(0,1…0,3) ·Е_К=0,15·Е_К;

U₅₄=(0,05…0,15) ·Е_К=0,1·Е_К;

U₄₃?(1,2…1,5) · U_{ВИХ max} =1,5· U_{ВИХ max}=1,5 · 2,5=3,75В;

І_Д?(5…20) · І_{Б А}=20· І_{Б А}=20*0,04=0,8 мА.

По мірі визначення номіналів резисторів параметри підсилювача замінюються розрахунковими значеннями.

U₄₁= Е_К - U₅₄ - U₁₀= Е_К - 0,1Е_К - 0,15Е_К= 0,75Е_К = U₄₃+U_{КЕ А}

U₄₁=3,75+3,5=7,25 В;

Е_К= U₄₁/0,75= 7,25/0,75=9,7 В.

Приймаємо номінальне значення напруги живлення Е_К= 10 В. Величина опору резисторів складає:

R_К= U₄₃ /I _{К А}=3,75/0,0051=735,3 Ом;

R_Ф=0,1 Е_К /(I _{К А}+I _{Б А}+І_Д)=0,1 · 10/(0,0051+0,00004+0,0008)=168,35 Ом;

Номінали резисторів приймається R_К=750 Ом, R_Ф=175 Ом. Потужність, що розсіюється на резисторах R_К та R_Ф:

Р_Rк=(I _{К А})² R_К=750 · 0,0051²=19,5 мВт;

Р_Rф=(I _{К А}+I _{Б А}+І_Д)²R_Ф=175 · (0,0051+0,00004+0,0008)²=6,2 мВт.

Вибираються резистори R_К типу smd - 0.125 - 750 Ом ± 5%;

R_Ф типу smd - 0.125 -175 Ом ± 5%.

R_Е=(Е_К - (I _{К А}+I _{Б А}+І_Д) R_Ф-I _{К А} R_К-U_{КЕ А})/ (I _{К А}+I _{Б А})

R_Е=(10 - (0,0051+0,00004+0,0008) ·175-0,0051· 750-3,5)/(0,0051+0,00004)=297 Ом

Номінал резистору приймається R_Е=300 Ом. Потужність, що розсіюється на резисторах R_Е:

Р _RЕ=(I _{К А}+I _{Б А})²R_Е=300 · (0,0051+0,00004)²=7,8 мВт.

Вибирають резистор R_К типу smd - 0.125 - 300 Ом ± 5%.

Побудована лінія навантаження на вихідних ВАХ транзистору за постійним струмом. Струм короткого замикання не повинен перевищувати максимально допустимий струм колектору:

І_{К max}>І_КЗ=U₄₀ /(R_Е+R_К)=Е_К-U₅₄ /(R_Е+R_К)= Е_К - (I _{К А}+I _{Б А}+І_Д) R_Ф /(R_Е+R_К)

І_КЗ=(10 - (0,0051+0,00004+0,0008) ·175) /(300+750)=8,5 мА< І_{К max}=10 мА.

Розрахунок номіналів R₁ та R₂:

R₂=(U_{БЕ А}+(I _{К А}+I _{Б А}) R_Е)/І_Д

R₂=(0,7+300 · (0,0051+0,00004))/0,0008=2937,5 Ом

Номінал резистору приймається R₂=3000 Ом. Потужність, що розсіюється на резисторах R₂:

Р_R2=(I_Д)² R₂=3000 · 0,0008²=1,9 мВт

Вибирають резистор R_К типу smd - 0.125 - 3 кОм ± 5%.

R₁=(Е_К - (I _{К А}+I _{Б А}+І_Д) R_Ф - І_Д R₂)/(I _{Б А}+І_Д)

R₁=(10 - (0,0051+0,00004+0,0008) ·175 - 0,0008 · 3000)/(0,00004+0,0008)=7.81 кОм

Номінал резистору приймається R₁=7500 Ом. Потужність, що розсіюється на резисторах R₁:

Р_R1=(I _{Б А}+ I_Д)² R₁=7500 · (0,0008+0,00004)²=5,3 мВт.

Вибирають резистор R₁ типу smd - 0.125 - 7,5 кОм ± 5%.

Розрахунок коефіцієнту температурної нестабільності.

S=(1+D)/(1-б+D)

б=h_21E /(1+ h_21E)

h_21E=?І_К /? І_Б=(6,7-3,8)/(0,05-0,03)=145

б=145 /(1+145)=0,993

D= R_Е/ R₂+R_Е/ R₁+ R_Ф /R₁+ (R_Е · R₁)/(R_Ф· R₂)

D= 300/ 3000+300/ 7500+ 175 /7500+ (300 · 175)/(7500 · 3000)=0,169

S=(1+0,169)/(1-0,993+0,169)=6,64

1.2 Розрахунок схеми підсилювача за змінним струмом

Розрахунок основних параметрів підсилювача за змінним струмом - коефіцієнти підсилення за напругою К₁, К₂, вхідний R_вх та вихідний R_вих опoри. У вибраній точці покою методом графічного диференціювання розраховані h-параметри транзистору (h_12Е прийнятий рівний нулю):

Рисунок 1.5 - Ввизначення h - параметрів транзистора у вибраній точці покою, вхідна ВАХ



Рисунок 1.6 - Ввизначення h - параметрів транзистора у вибраній точці покою, вихідна ВАХ

h_11Е=?U_БЕ /? І_K=0.015/0.00002=750 Ом

h_21E=?І_К /? І_Б=(6,7-3,8)/(0,05-0,03)=145

h_22Е=?І_K /?U_БЕ =0,025/1=0,025 мСм

Складають електричну лінійну модель підсилювача в області середніх звукових. У цій схемі:

R_ЕКВ= (R₁ · R₂)/(R₁+R₂)=(7500 · 3000)/(7500+3000)=2143 Ом.

Рисунок 1.7 - Лінійна модель підсилювача в області середніх звукових частот

Розраховують К₁, К_U, R_вх та R_вих. Наведене електричне коло описується наступною системою рівнянь:

З другого рівняння виражається значення напруги U_КЕ:

Підставивши це співвідношення у перше рівняння, отримаємо:

Визначаємо вхідний опір транзистору:

R_вхТ= U_ВХ /І_Б? h_11Е=750

Визначаємо вхідний опір підсилювача:

R_вхПС=(h_11Е · R_ЕКВ)/(h_11Е+ R_ЕКВ)

R_вхПС=(750 · 2140)/(750+ 2140)=555 Ом

З системи рівнянь знаходимо формулу для розрахунку коефіцієнту підсилення за напругою:

Підставляючи це співвідношення у перше рівняння системи, отримуємо:

При h_12Е=0 коефіцієнт підсилення становить:

К_U=-145/750 · (0,025 · 10-3^-3+1/750+1/1500)=-95

Коефіцієнт підсилення при холостому ході:

К_Uхх=-145/750*(0,025*10-3^-3+1/750)=-142

Коефіцієнт підсилення за струмом:



К_Ін=-95 · (555/1500)=-35,15

Вихідний опір знаходимо з співвідношення

Формула для розрахунку вихідного опору підсилювача має наступний вигляд:

R_ВИХ=(750 · (1/0.025)/(750+1/0.025)=736 Ом

Знаючи основні параметри підсилювача, на рис. 1.8 наведемо схему заміщення, як стандартного чотириполюсника.

Рисунок 1.8 - Еквівалентна схема підсилювача як чотириполюсника

Розрахунок коефіцієнту підсилення за напругою при умові виконання умов узгодження у вхідному та вихідному колах підсилювача:



К_U=-142 · (555/(555+75000)) · (1500/(555+763))=-1,187

Розрахунок значення ємності конденсаторів С_Е та С_Ф:

С_Е=10/(2 · 3,14*65*300)=81,66 мкФ

С_Ф=10/(2 · 3,14*65*175)=139,99 мкФ

Отримані значення округлюємо до стандартних у більшу сторону С_Е= С_Ф=

Вибираємо конденсатори С_Е типу К50-6-___ мкФ х 50 В ±10%

С_Ф типу К50-6-___ мкФ х 50 В ±10%

1.3 Розрахунок нелінійних спотворень вихідного сигналу підсилювача

Коефіцієнт нелінійних спотворень підсилювача розраховується в області середніх частот за методом п'яти ординат. На вихідних ВАХ транзистору проводять лінію навантаження за змінним струмом, кут нахилу визначається опором:

R=(750 · 1500)/(750+1500)=500 Ом

та визначаємо граничні положення робочої точки. За точками перетину характеристик транзистору та лінії навантаження за змінним струмом будуємо робочу вхідну характеристику. Вхідне коло підсилювача щодо точок 2 схеми представляємо активним еквівалентним двополюсником (рис. 1.9), це коло описується наступним рівнянням:

Рисунок 1.9 - Еквівалентна схема для входу підсилювача

На робочій вхідній характеристиці відзначаємо ряд значень струмів бази та визначаємо відповідні їм значення напруги U_БЕ. Відповідно схемі на рис 1.9 обчислюємо для цих значень напругу вхідного сигналу Е_ВХ. Одержуємо залежність Е_ВХ=ѓ(І_К). По цій залежності та сімейству вихідних ВАХ транзистору будується крізна характеристика І_К =ѓ(Е_ВХ) (рис 1.10). Розрахунок для побудови крізної характеристики підсилювача наведено у таблиці 1.2

Таблиця 1.2 - Розрахунок для побудови крізної характеристики підсилювача

ІК, мА	ІБ, мА	UБЕ, В	ЕВХ, В
2,2	0,02	0,68	2,18
3,8	0,03	0,69	2,94
5,1	0,04	0,7	3,7
6,5	0,05	0,71	4,46
7,4	0,06	0,72	5,22



Рисунок 1.10 - Крізна характеристика підсилювача

З використання методу п'яти ординат, розраховуємо коефіцієнти нелінійних спотворень, для цього визначаємо п'ять параметрів: І_м1, І_м2, І_м3, І_м4, ?І_ср - амплітуди струмів 1, 2, 3, 4 гармонік та постійна складова струму:

І_м1=(7,4-2,2+6,5-3,8)/3=2,63 мА

І_м2=(7,4+2,2-2 ·5,1)/4=-0,15 мА

І_м3=(7,4-2,2-2 · (6,5-3,8))/6=-0,03 мА

І_м4=(7,4+2,2-4 · (6,5+3,8)+6 · 5,1)/12=-0,083 мА

?І_ср=(7,4+2,2+2 · (6,5+3,8))/6=5,03 мА

Отже:

г₂=(-0,15/2,63) ·100%=5,7%

г₃=(-0,03/2,63) ·100%=1,14%

г₄=(-0,083/2,63) ·100%=3,16%

Загальний коефіцієнт нелінійних спотворень дорівнює:

г_общ=v5,7²+1,14²+3,16²=6,6%

при вхідній амплітуді е.р.с. Евх м =1,52 В

2. Розрахунок підсилювача звукової частоти на польовому транзисторі за схемою включення зі спільним витком

підсилювач звуковий емітер виток

Завдання. Розрахувати підсилювач звукової частоти на польовому транзисторі за схемою включення зі спільним витком:

1. Тип транзистору………………………………………….КП302Г;

2. Амплітуда вихідного сигналу U_вих, В………………………….. 2,5

3. Опір навантаження R_н, кОм……………………………………………3

4. Опір джерела сигналу R_дж, кОм………………………………………75;

5. Частотний діапазон сигналу:

5.1 Нижня гранична частота f_н, Гц……………………………..65;

5.2 Верхня гранична частота f_в, кГц…………………….……..24;

6 Модулі коефіцієнтів частотних спотворень:

6.1 На нижній граничній частоті М_н……………….……….. 1,13;

6.2 На верхній граничній частоті М_в……………….……….. 1,32;

Необхідно:

1 Визначити режим роботи транзистора за постійним струмом.

2. Розрахувати елементи схеми підсилювача за постійним струмом.

3. Визначити параметри підсилювача та представити підсилювач еквівалентним чотириполюсником.

Принципова схема підсилювача звукової частоти на польовому транзисторі наведено на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 - принципова схема підсилювача на ПТ зі СВ

2.1 Розрахунок елементів схеми підсилювача за постійним струмом

Схема підсилювача на біполярному транзисторі зі спільним витоком за постійним струмом наведено на рис. 2.1.

За даними довідника виписані паспортні дані транзистору КП302Г:

- максимальний постійний струм стоку, І_Смах, мА……………….43

- максимальний допустимий струм затвору, І_Змах, мА…………….6

- максимальна постійна напруга затвор-виток, U_ЗВмах, В……….10

- максимальна постійна напруга затвор-сток, U_ЗСмах, В…….…….20

- максимальна постійна напруга сток-виток, U_СВмах, В…….…….20

- максимальна потужність, що розсіюється на стоці, Р_Кмах, мВт300

- крутизна характеристика, S мА/В……………………..від 7 до 14,5

- напруга відсічки затвор-виток, U_{ЗВ відс}, В …………… від 2 до 7

- струм просочування затвору, І_Зпрос, мА……………….…0,02 - 6

Рисунок 2.2. - Схема підсилювача на ПТ зі СВ за постійним струмом

На рис. 2.2, приведено вхідні та вихідні вольт-амперні характеристики (ВАХ) транзистору КТ210Б. На вихідних ВАХ нанесено межі робочих режимів, що визначаються допустимими параметрами транзистору:

U_{СВ мах}=30В; І_{С мах}=43 мА; Р_{С мах}=300 мВт.

Характеристику максимально допустимої потужності, що розсіюється на колекторі, будуємо згідно розрахунку, який наведено у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 - Розрахунок характеристики максимально допустимої потужності, що розсіюється на стоці

UСВ і	5	10	15	20	25
ІСі	60	30	20	15	12

Рисунок 2.3 - Вихідна ВАХ транзистору ККП302Г

Вибір режиму роботи транзистору. Положення точки покою А на вихідних ВАХ польового транзистору, який включено за схемою зі СВ, визначається напругою U_{СВ А} та струмом І_{С А}. Значення цих параметрів визначається із наступних умов:

U_{СВ А}?U_{ВИХ max}+ U_{СВ нас}=2,5+5=7,5 В; (1.3)

I _{С А}?(1.5…2.0) · I_{ВИХ max}=(1.5…2.0) · (U_{ВИХ max} /R_н)

I _{С А}=(1.5…2.0) · (2,5/4000)=1,25 мА (1.4)

На рис. 1.1 приведені вихідні ВАХ польового транзистору, який включено за схемою зі СЕ. З урахуванням умов 1.3 та 1.4 приймається положення точки покою А на вихідних ВАХ транзистору:

I _{С А}=4,9 мА; U_{СВ А}=7,5 В; U_{ЗВ А}=2 В;

Розрахунок елементів схеми, які забезпечують:

- потрібний режим роботи транзистору, що визначає положення точки спокою на вихідних ВАХ транзистору;

- задану амплітуду вихідного сигналу.

Використовуючи досвід проектування транзисторних підсилювачів, необхідно виконання наступних умов:

U₄₃?(1,2…1,5) · U_{ВИХ max} =1,5 · U_{ВИХ max}=1,5 · 2,5=3,75В;

U₁₀=|U_{ЗВ А}|= I _{С А} · R_В.

По мірі визначення номіналів резисторів параметри, що приймаються, у розрахунку замінюється розрахунковими значеннями.

Значення напруги живлення підсилювача дорівнює:

Е_К=U₄₃+ U₅₄+U₁₀=U₄₃+ U_{СВ А}+ |U_{ЗВ А}|=3,75+7,5+2=13,25 В.

Приймаємо номінальне значення напруги живлення Е_К= 15 В.

Величина опору резисторів R_В складає:

R_В= |U_{ЗВ А}|/I _{С А}=2/0,0049=408 Ом;

Номінал резистора приймається R_В= 400 Ом. Потужність, що розсіюється на резисторі R_В:

Р_Rв=(I _{С А})² R_В=400 · 0,0049²=9,9 мВт;

Вибираються резистори R_К типу smd - 0.125 - 400 Ом ± 5%;

R_С=(Е_К-U_{КЕ А}-І_{С А}* R_В)/ I _{С А}

R_С=(15-7,5-0,0049 · 400)/0,0049=1130 Ом

Номінал резистора приймається R_С= 1,2 кОм. Потужність, що розсіюється на резисторі R_С:

Р_Rс=(I _{С А})² R_с=1200 · 0,0049²=288 мВт

Вибираються резистори R_С типу smd - 0.125 - 1,2 кОм ± 5%;

Так як напруга зсуву U_{ЗВ А}==-I _{С А}* R_В передається через резистор R_З, то, при відомому значенні струму просочування затвору I _{С А}=0,0 можна визначити максимальне значення резистору R_З, при якому:

R_{З max}=(0,0049 · 400)/0,00002=98000 Ом

Номінал резистора приймається R_С= 100 кОм.

Вибираються резистори R_С типу smd - 0.125 - 100 кОм ± 5%.

Побудовано лінію навантаження на вихідних ВАХ транзистору за постійним струмом (лінія МN на рис 1.13). Визначено струм короткого замикання, який не перевищує максимально допустимий струм стоку:

I _{С мах}> I _{С кз}=Е_К/(R_С+ R_В)=15/(1200+400)=9,4мА< I _{С мах}=20 мА

2.2 Розрахунок схеми за змінним струмом

Розрахунок основних параметрів підсилювача за змінним струмом - коефіцієнти підсилення за струмом та напругою К₁, К₂, вхідний R_вх та вихідний R_вих опoри. У вибраній точці покою методом графічного диференціювання розраховані параметри мало сигнальної моделі польового транзистору.

Рисунок 2.4 - Визначення h-параметрів у вибраній точці покою

- крутизна воль-амперної характеристики:

S=9/1=9 мА/В

- диференційний вихідний (внутрішній) опір:

R_і=5/0,0003=16,6 кОм

- коефіцієнт підсилення за напругою:

µ= S· R_і=9 · 16,6=149,4

Складаємо електричну лінійна модель підсилювача в області середніх звукових частот (рис 2.5)

Рисунок 2.5 - лінійна модель підсилювача в області середніх звукових частот

Вхідний опір підсилювача визначається наступним співвідношенням:

R_вхПС =R_З=100 кОм

Вхідний опір підсилювача складає:



R_вихПС =(16,6 · 1,2)/(16,6+1,2)=1,12 Ом

Коефіцієнт підсилення за напругою визначається наступним співвідношенням:

К_U=-9 · ((3 · 1,12)/(3+1,12))=-7,34

Коефіцієнт підсилення за напругою при холостому ході дорівнює:

К_Uхх=-9 · (16,6·1,2)/(16,6+1,2)=1,12

Коефіцієнт підсилення за струмом дорівнює:

К_І=7,34 · (100000/3000)=244,7

Коефіцієнт підсилення за потужністю дорівнює:

К_Р= К_U · К_І

К_Р= 7,34·244,7=1796

При відомих параметрах підсилювача, на рис 2.6 наведено схему заміщення підсилювача, як стандартного чотириполюсника.

Рисунок 2.6 - Еквівалентна схема підсилювача як чотириполюсника

Розрахунок коефіцієнту підсилення за напругою при умові виконання умов узгодження у вхідному та вихідному колах підсилювача:

К_U=-10 ·(100000/(100000+75000)) · (100000/(100000+75000))=-3,3

Розраховуємо значення ємності конденсатору С_В:

С_В=10/(2·3,14·65*400)=61 мкФ

Отримане значення округлюємо до стандартних у більшу сторону:

С_В=70 мкФ.

Конденсатор С_В вибираємо типу К50-6-70 мкФ х 50 В ±10

2.3 Розрахунок нелінійних спотворень вихідного сигналу підсилювача

Коефіцієнт нелінійних спотворень підсилювача розраховується в області середніх частот за методом п'яти ординат. На вихідних ВАХ транзистору проводять лінію навантаження за змінним струмом, кут нахилу визначається опором:

R=(400 · 3000)/(400+3000)=353 Ом

та визначаємо граничні положення робочої точки. За точками перетину характеристик транзистору та лінії навантаження за змінним струмом будуємо робочу вхідну характеристику. Вхідне коло підсилювача щодо точок 2 схеми представляємо активним еквівалентним двополюсником (рис. 2.7).

Рисунок 2.7 - Еквівалентна схема для входу підсилювача

На робочій вхідній характеристиці відзначаємо ряд значень напруги U_ЗВ. Відповідно схемі на рис 1.9 обчислюємо для цих значень напругу вхідного сигналу Е_ВХ. Одержуємо залежність Е_ВХ=ѓ(І_С). По цій залежності та сімейству вихідних ВАХ транзистору будується крізна характеристика І_С=ѓ(Е_ВХ) (рис 1.10). Розрахунок для побудови крізної характеристики підсилювача наведено у таблиці 1.2 Е_ВХ ?U_СВ

Таблиця 2.2 - Розрахунок для побудови крізної характеристики підсилювача

ІС, мА	UСВ, В	UЗВ, В	ЕВХ, В
10,2	3,8	2,5	2,5
7,2	6,3	2,25	2,25
4,9	7,5	2	2
3,1	8,8	1,75	1,75
1,4	10	1,5	1,5

Рисунок 2.8 - Крізна характеристика підсилювача

З використання методу п'яти ординат, розраховуємо коефіцієнти нелінійних спотворень, для цього визначаємо п'ять параметрів: І_м1, І_м2, І_м3, І_м4, ?І_ср - амплітуди струмів 1, 2, 3, 4 гармонік та постійна складова струму:



І_м1=(10,2-1,4+7,2-3,1)/3=3,3 мА

І_м2=(10,2+1,4-2 · 4,9)/4=0,05 мА

І_м3=(10,2-1,4-2 · (7,2-3,1))/6=0,2 мА

І_м4=(10,2+1,4-4 · (7,2+3,1)+6·4,9)/12=0,183 мА

?І_ср=(10,2+1,4+2 · (7,2+3,1))/6=4,77 мА

Отже:

г₂=(0,045/4,3) ·100%=1,05%

г₃=(0,1/4,3) ·100%=2,33%

г₄=(0,02/4,3) ·100%=0,47%

Загальний коефіцієнт нелінійних спотворень дорівнює:

підсилювач звуковий емітер виток

г_общ=v1,05²+2,33²+0,47²=2,6%

при вхідній амплітуді е.р.с. Евх м =0,5 В

Размещено на Allbest.ru