Розрахунок лінійного підсилювача

На стадії курсового проектування виконується розрахунок підсилювача по істотно полегшених вимогах. Функціональна і принципова схеми визначені. Необхідно вибрати тип підсилювальних приладів, причому при верхній робочій частоті f_в<10 МГц і потужності, що віддається, у десятки міліватів з метою скорочення номенклатури деталей у всіх каскадах варто використовувати однотипні транзистори. Потім проводиться енергетичний розрахунок підсилювача, уточнюються якісні показники, розраховуються реактивні елементи.

Вибір типу транзисторів

 

Тип транзисторів вибирається з врахуванням можливостіїхнього використання в вихідному каскаді за максимально припустимою потужністю, що розсіюється, на колекторі Р_ктах, граничній частоті підсилення струму в схемі з ЗЕ f_h21Э.

В трансформаторному каскаді, що працює в режимі класу «А», при потужності, що віддається, у десятки міліватів із транзистора завжди можна зняти задану потужність сигналу і забезпечити полегшений температурний режим, якщо виконати умову:

, (3)

де P_H — потужність, що віддається підсилювачем,;

- ККД вихідного трансформатора;

- максимальний ККД підсилювального приладу в режимі «А»;

N₁ - коефіцієнт запасу;

- максимально допустима потужність, що розсіюється на колекторі.

Для розрахунку зручно прийняти; =0,9; =0,4; N₁= 2,5...3.

Підсилювальні властивості транзисторів зі зростанням частоти сигналу значно погіршуються, причому через технологічний розкид характеристик в кожному екземплярі підсилювального приладу вони міняються індивідуально. Для того, щоб спростити процес настроювання підсилювачів і підвищити стійкість в області верхніх частот, тип транзистора вибирають з врахуванням нерівності

f_h21е (2…5)f_в , (4)

де f_h21е - гранична частота коефіцієнта передачі струму транзистора в схемі з ЗЕ (на цій частоті статичний коефіцієнт передачі струму f_h21е зменшується до рівня 0,7упорівнянні з областю нижніх частот);

f_в - верхня робоча частота.

Іноді в довідниках замість частоти f_h21е вказується частота f_h21б або f_гр. f_h21б це гранична частота коефіцієнта передачі струму h_21б в схемі з ЗБ, тобто частота, на якій цей коефіцієнт зменшується до рівня 0,7 у порівнянні з областю нижніх частот. Частота f_гр - гранична частота транзистора в схемі з ЗЕ, при якій h_21е= 1.

Взаємозв'язок між названими частотами можна встановити за допомогою наступних виразів:

f_h21е h_21е» f_h21е» 1,3 f_гр, (5)

 

, (6)

де h_21е - статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ЗЕ;

- довідкові параметри; межі технологічного розкиду.

В інших випадках у довідниках вказується величина модуля коефіцієнта передачі струму на визначеній частоті f. Тоді можна скористатися виразом

. (7)

Результати обчислень по формулах (3) і (4) дозволяють підібрати підходящий тип транзистора в довіднику.