Выбор элементов цепи смещения и стабилизатора тока
Исходные данные для расчёта.
PН ;RН ;UВХ = 2…2,5 В; диапазон рабочих частотf = 40 Гц…16 кГц,
режим работы – в классе В.
Порядок расчёта
1. По заданной РН, приняв коэффициент запаса kz = 1,15...1,2 , определяем расчетное значение мощности:
РН.Р = kz × РН .
2. Амплитуда напряжения на нагрузке
UН.m = UKЭ.m = ,
3. Напряжение источников питания:
US1= – US2 = UKЭ.m + UОСТ,
где остаточное напряжение:UОСТ = (1 . . . 1,5) В.
Окончательно значение напряжения источников питания желательно принять одним из из ряда :15; 20; 24; 30; 36 В
Значение наибольшей амплитуды напряжения на коллекторах транзисторов
4. Коэффициенты усиления:
- всего усилителя
- первой предоконечной ступени (на ОУ)
(в формулу необходимо подставить Uвых.ОУ.m = 10 B с учетом запаса
Кзап. » 1,2 по наибольшему напряжению на выходе ОУ
(U ВЫХ.ОУ. MAX = 12…13 В по паспорту для операционнх усилителей
КР140УД6А, КР140УД608, КР140УД8, КР140УД14).
Из формулы коэффициента усиления предоконечной ступени:
Выбираем резисторы R11 = R13 со стандартным (Е24) сопротивлением.
- второй предоконечной ступени (на транзисторах VT1. . . VT5)
К2 = КU / К1
5. Сопротивления R12 и R14 определим по формуле:
Выбираем R12 = R14 (по ряду Е24)
При таких значениях сопротивлений коэффициент
усиления второй ступени будет иметь значение :
Выбор транзисторов VT3(VT5)
1. Наибольшая мощность, рассеиваемая транзистором VT3(VT5)
где: RНЭ - значение эквивалентного сопротивления
RНЭ = (1/RН + 1/(R11+R12))-1
2. Наибольшая амплитуда тока коллектора:
3. Наибольшая амплитуда напряжения на коллектореVT3:
UКЭ.3 = ( US– UКЭ ост. )
Подходящими в зависимости от мощности и тока коллектора могут стать кремниевые транзисторы типов:
КТ814В (p-n-p) и КТ815В (n-p-n).
КТ816В (p-n-p) и КТ817В (n-p-n).
КТ818В (p-n-p) и КТ819В (n-p-n).
Выписываем из справочников [8,9, 15] их параметры:
,
,
,
, h21E .
Выбор транзисторов VT2 и VT4
1. Мощность, рассеиваемая на коллекторах:
2. Максимальное напряжение на коллекторе
3. Максимальный ток коллектора
Подходящими могут быть транзисторы типов.
КТ361В (p-n-p) и КТ315В (n-p-n),
КТ3107В (p-n-p) и КТ315В (n-p-n),
КТ502В (p-n-p) и КТ503В (n-p-n)
Выписываем из справочников [8,9, 15] их параметры:
,
,
,
, h21E .
Сопротивления резисторов R10 и R15 определяются из выражения:
Можно принять UБЭ = 0,6…0,7 В.
Значение сопротивлений R10 и R15 принимается по ряду Е24. .
Выбор элементов цепи смещения и стабилизатора тока.
Ток IГСТ должен в несколько раз превышать ток базы транзисторов VT2 и VT4:
ПринимаемIГСТ = мА.
Напряжение смещения (для режима покоя в классе В)
Сопротивление резистора R8:
Выбираем подстроечный резистор с номинальным сопротивлением, большим расчетного, по ряду Е6, Окончательно его сопротивление устанавливают при настройке усилителя.
Низшее напряжение на коллекторе транзистора VT1
Принимая (напряжение питания ОУ), и
, найдём
Сопротивление резистора R9
IR9 IZ = (7…10) мА.
Принимаем R9 по ряду (Е24.
Напряжение на стабилитроне VD3
Подходящим является стабилитрон с напряжением стабилизации, близким к расчетному значению.:
Его параметры:
,
,
Сопротивление резистора R7
при принятом IZ = (7…10) мА.
Выбираем резистор R7 с номинальным сопротивлением по ряду Е24 .