Расчёт фазоинверсного каскада с трансформаторной связью

 

Из предварительного расчёта известно:

Транзистор КТ315В;

E₀=20В,

А=1,2,

f_н=80 Гц,

f_в=13 кГц.

Входные данные оконечного каскада, являющиеся выходными данными для фазоинверсного каскада:

R_н=R_вх.ок=27Ом,

U_вых=U_вх.ок=0,4В,

I_вых=I_вх.ок=23мА.

 

Рисунок 5 – Фазоинверсный каскад

 

Зададимся падением напряжения в цепи эмиттера и на первичной обмотке трансформатора,

 (2.2.1)

Амплитуда напряжения на коллекторе транзистора

 (2.2.2)

Коэффициент трансформации межкаскадного трансформатора:

 (2.2.3)

Требуемая величина переменной составляющей тока коллектора и ток покоя для фазоинверсного каскада:

 (2.2.4)

 (2.2.5)

Такому значению I_ок соответствует ток покоя базы I_об=120мкА и напряжение покоя базы U_об=0,55В.

Отмечаем расположение рабочей точки N (рисунок 6) и определяем в рабочей точке сопротивление транзистора:

 (2.2.6)

 

Рисунок 6 – Входная и выходная характеристики транзистора КТ315В

 

Сопротивление нагрузки по переменному току для фазоинверсного каскада:

 (2.2.7)

Задаемся, КПД межкаскадного трансформатора h_т=0,9 и определяем сопротивление первичной обмотки:

 (2.2.8)

Потери постоянного напряжения на первичной обмотке трансформатора:

 (2.2.9)

Сопротивление в цепи эмиттера:

 (2.2.10)

где

 (2.2.11)

 (2.2.12)

 (2.2.13)

Выбираем:

Выбираем резисторыR6, R7 типа C2-23-0,125

Сопротивление делителя в цепи базы для фазоинверсного каскада:

 

 (2.2.14)

 (2.2.15)

 

 (2.2.16)

I₀=1,33 мА –ток покоя коллектора КТ312Б;

I_кбо=0,148мА –обратный ток коллектора.

Максимальный коэффициент нестабильности:

 (2.2.17)

Принимаем g=4.

 

Принимаем R₄=85кОм.

Принимаем R₅=10,5 кОм.

Выбираем тип резистора:

 (2.2.18)

Тип резисторов R4, R5 C2-23-0,125.

Сопротивление делителя в цепи базы транзистора КТ312Б:

 (2.2.19)

Глубина местной отрицательной обратной связи за счёт неблокированного сопротивления в цепи эмиттера R_6:

 (2.2.20)

Так как  очень мало, то .

Коэффициент усиления каскада с учётом местной отрицательной обратной связи:

 (2.2.21)

Входное сопротивление каскада с учётом местной отрицательной обратной связи и сопротивлений делителя в цепи базы:

 (2.2.22)

Сопротивление в цепи обратной связи:

 

 (2.2.23)

 

где

 (2.2.24)

Примем

Выбираем резистор типа C2-23-0125.

Входное сопротивление и напряжение фазоинверсного каскада с учётом общей обратной связи:

 (2.2.25)

 (2.2.26)

Индуктивность первичной обмотки трансформатора:

 (2.2.27)

где

Индуктивность рассеяния межкаскадного трансформатора:

 (2.2.28)

Частотные и фазовые искажения, вносимые межкаскадным трансформатором:

а) на низкой частоте:

 

 (2.2.29)

 (2.2.30)

 

б) на высокой частоте:

 

 (2.2.31)

 (2.2.32)

 

Определяем величину ёмкости в цепи эмиттера фазоинверсного каскада

 (2.2.33)

Выбираем C₂ =200 мкФ.

В качестве выбираем конденсатор К50 – 35 – 25 В – 200 мкФ.

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.