15.5. РАСЧЕТ МОЩНОГО ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА
Для более подробного ознакомления с последовательностью расчета мощного оконечного каскада рассмотрим пример расчета усилителя с выходной мощностью
схема которого приведена на рис. 15.17. За его основу взята схема усилителя мощности, изображенная на рис. 15.15.
На сопротивлении нагрузки
равном 5 Ом, усилитель должен обеспечить синусоидальную мощность
Пиковое значение выходного напряжения
в этом случае будет составлять 22,4 В, а максимальный ток
Для расчета напряжения источника питания определим минимальное падение напряжения на транзисторах
и резисторе
Суммарное напряжение база-эмиттер транзисторов
при токе
должно составлять около 1,8 В. Если в качестве
применить светодиод с красным свечением, прямое напряжение которого равно 1,6 В, падение напряжения на резисторе
будет составлять 1 В. Напряжение коллектор-эмиттер транзистора
при максимальном входном сигнале не должно превышать 0,8 В. Для питания усилителя применим нестабилизированный источник напряжения, снижение напряжения которого при полной нагрузке не должно превышать 3 В. Используя эти данные, определим напряжение питания при отсутствии сигнала
Поскольку схема симметрична, отрицательное напряжение питания должно иметь такую же величину. Теперь рассчитаем предельные параметры транзисторов
и
Их максимальный коллекторный ток составляет 4,48 А. Для надежности выберем
Максимальное
которых составляет 2,2 В. Их можно заменить светодиодом с зеленым свечением. Для того чтобы получить достаточно низкий уровень переходных искажений, выберем ток покоя, равный
Тогда сопротивления
будут равны
Мощность, рассеиваемая на предоконечных транзисторах при отсутствии сигнала, равна
а при полном входном сигнале
Следовательно, для предоконечного каскада усилителя могут быть использованы маломощные транзисторы в корпусе
со звездчатым радиатором. Коэффициент усиления по току этих транзисторов составляет 100. Учитывая это, рассчитаем максимальный базовый ток предоконечных транзисторов:
Ток источников на транзисторах
должен быть большим по сравнению с этой величиной. Выберем его равным
Эмиттерный повторитель склонен к паразитной генерации вблизи максимальной частоты пропускания выходных транзисторов. Для подавления такой генерации можно включить параллельно нагрузке последовательную ЯС-цепь (например, 1 Ом,
При этом, конечно, снизится коэффициент полезного действия на высоких частотах. Другой способ подавления генерации состоит во включении в базовые цепи предоконечных транзисторов последовательных резисторов и конденсаторов, параллельных переходам коллектор-база. Выберем, как показано на рис.
Ом. Падение напряжения на этих резисторах составляет 0,2 В. При этом уменьшение максимальной выходной мощности будет незначительным.