Расчёт усилителя мощности низкой частоты (стр. 3 из 4)

Частотные и фазовые искажения, вносимые ёмкостью С₂:

(2.2.34)

(2.2.35)

Определяем величину разделительной ёмкости

(2.2.36)

Выбираем С₁=3,6 мкФ.

В качестве

выбираем конденсатор К50 – 35 – 25 В – 3,6 мкФ.

Частотные и фазовые искажения, вносимые ёмкостью

(2.2.37)

(2.2.38)

транзистор частотный усилитель трансформаторный

2.3 Расчёт предварительного усилителя

Предварительный усилитель выполним на операционном усилителе К140УД7(рисунок 7), который имеет следующие параметры:

- дифференциальный коэффициент усиления

;

- удельный температурный дрейф напряжения смещения равен

;

- температурный дрейф разности входных токов равен

;

- номинальное напряжение питания

;

Рисунок 7 – Предварительный каскад усилителя

Рассчитываем коэффициент усиления предварительного каскада:

(2.3.1)

Рассчитываем элементы цепи отрицательной обратной связи:

(2.3.2)

где

- температурный дрейф нуля выходного напряжения;

- температурный дрейф

при

;

- температурный дрейф разности входных токов.

принимаем

(2.3.3)

выбираем

(2.3.4)

выбираем

Выбираем в качестве

резисторы типа С2-23-0,125.

Уточняем значение коэффициента усиления по напряжению:

(2.3.5)

Сопротивление

определяем из отношения:

;

(2.3.6)

Выбираем

Выбираем в качестве

резистор типа С2-23-0,125.

3. Расчет частотных характеристик

3.1 Расчет частотных характеристик в области низких частот

Частотная характеристика в области низких частот двух каскадов, охваченных частотонозависимой отрицательной обратной связью.

(3.1.1)

где

;

Н – частотные искажения, вносимые цепью обратной связи.

(3.1.2)

(3.1.3)

;

Рассчитываем частотную характеристику в области низких частот для трех вариантов (Таблица 1):

а) для значения емкости в цепи эмиттера

;

б) при частотонезависимой обратной связи Н=1;

в) для значения емкости в цепи эмиттера

;

Таблица 1

Частота F, Гц	Относительный коэффициент усиления
Частота F, Гц
10	0,043967	0,042987	0,043262
20	0,290789	0,282907	0,284733
30	0,533627	0,539467	0,588346
40	0,682799	0,700203	0,696714
50	0,773610	0,793732	0,789803
60	0,831719	0,850643	0,847030
70	0,870686	0,887317	0,884205
80	0,897802	0,912165	0,909528
90	0,917500	0,929713	0,927483
100	0,932072	0,942535	0,940640
110	0,943160	0,952174	0,950552
120	0,951776	0,959595	0,958195
130	0,958115	0,965425	0,964207
140	0,964084	0,970086	0,969018
150	0,968358	0,973869	0,972927
160	0,972253	0,976981	0,976144
170	0,975337	0,979570	0,978822
180	0,977938	0,981748	0,981076
190	0,980151	0,983596	0,982989
200	0,982049	0,985179	0,984628

3.2 Расчет частотной характеристики в области высоких частот

Рассчитываем частотную характеристику в области высоких частот двух каскадов, охваченных обратной отрицательной связью:

(3.2.1)

где

;

Результаты расчетов частотной характеристики на высокой частоте представлены в таблице 2.

Таблица 2

Частота F, Гц	Относительный коэффициент усиления усилителя Y
1000	0,999839
5000	0,995973
10000	0,984911
15000	0,964471
20000	0,937954
25000	0,905298
30000	0,867550
35000	0,825905
40000	0,781621
50000	0,689951

Амплитудно-частотная характеристика, полученная по результатам расчета, представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Амплитудно-частотная характеристика

Заключение

Из проведенной работы следует, что полученная частотная характеристика расчетной схемы полностью удовлетворяет условиям задания.

Работа демонстрирует основы расчета усилителя низкой частоты с трансформаторной связью между каскадами, что позволяет достичь полного согласования нагрузки (входного сопротивления последующего каскада) с выходным сопротивлением транзистора, а, следовательно, максимального усиления мощности в каждом каскаде. Недостатки данной схемы – большие габаритные размеры и масса, высокая стоимость, а также худшие АЧХ и ФЧХ. Трансформаторная связь используется между каскадами тогда, когда предъявляется требование высокой экономичности усилителя, например: в портативных устройствах. В современной радиотехнике используются более новые и современные элементы, но принципы построения цепей в большинстве случаев остаются одинаковыми.