Расчет однотактного усилителя

 

Рис. 5. Принципиальная схема однотактного трансформаторного усилителя мощности.

 

Коэффициент полезного действия трансформатора для мощности нагрузки  равен .

Транзистор в однотактном усилителе мощности работает в режиме А. Коэффициент полезного действия каскада в этом случае принимается равным .

Рассчитывается необходимая допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

.

Граничная частота работы транзистора должна быть до десяти раз больше частоты сигнала в нагрузке:

.

На основании полученных требований для использования в однотактном каскаде выбирается транзистор КТ203Б. Максимально допустимые параметры транзистора: постоянный ток коллектора , постоянное напряжение коллектор-эмиттер , постоянная рассеиваемая мощность коллектора , граничная частота работы транзистора .

Напряжение питания каскада выбирается из условия:

.

Принимается . На выходных вольтамперных характеристиках транзистора строится нагрузочная прямая по постоянному току. Ток короткого замыкания транзистора не должен превышать максимально допустимого значения тока для транзистора КТ203Б. Ток короткого замыкания транзистора принимается равным .

 

РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЙ РЕЗИСТОРОВ

 

Наклон нагрузочной прямой по постоянному току определяется суммой сопротивлений  и :

.

Выбирается падение напряжения на резисторе :

.

Сопротивление резистора :

.

Из стандартного ряда сопротивлений 560 Ом.

Сопротивление резисторов :

.

 

ВЫБОР НАКЛОНА НАГРУЗОЧНОЙ ПРЯМОЙ ПО ПЕРЕМЕННОМУ ТОКУ И РАСЧЕТ МОЩНОСТИ КОЛЛЕКТОРНОЙ ЦЕПИ ТРАНЗИСТОРА

 

В данном случае транзистор VT1 выбран с большим запасом по мощности и практически при любом положении нагрузочной прямой по переменному току можно обеспечить требуемую мощность в нагрузке. Через точку на оси напряжений  и рабочую точку проводится нагрузочная прямая по переменному току. Теперь находится требуемая мощность коллекторной цепи VT1, отдаваемая транзистором в первичную обмотку трансформатора VT1:

.

С другой стороны, мощность коллекторной цепи VT1 должна быть равна:

.

Выбираются амплитуды тока коллектора и напряжения коллектор – эмиттер для обеспечения мощности :

;

.

По входным вольтамперным характеристикам определяются амплитуды тока базы и напряжения базы-эмиттера:

 

;

.

 

РАСЧЕТ ЦЕПИ ДВИГАТЕЛЯ

 

Ток делителя принимается равным: .

Находится сопротивление резистора :

.

Из стандартного ряда сопротивлений .

Сопротивление резистора :

.

Из стандартного ряда сопротивлений .

Сопротивление коллекторной цепи транзистора VT1 по переменному току (наклон нагрузочной прямой):

.

Коэффициент трансформации находится по формуле:

.

Активные сопротивления первичной обмотки и вторичной обмотки:

;

.

Индуктивность первичной обмотки выходного трансформатора с учетом допустимых частотных искажений на нижних частотах:

.

Выходное сопротивление транзистора:

.

Индуктивность рассеивания трансформатора:

.

 

Коэффициент передачи по току для схемы с общим эмиттером:

.

Коэффициент передачи по току для схемы с общей базой:

.

Коэффициент температурной нестабильности каскада определяется из выражения:

;

.

Выбор конденсаторов :

.

Тип конденсатора : E24 15±5% мкФ.

Емкость конденсатора :

.

Тип конденсатора : E24 10±5% мкФ.