Расчет бестрансформаторного двухтактного усилителя мощности

Задание. Рассчитать, бестрансформаторный усилитель мощности (рис. ), работающий в режиме класса АВ, условия получения мощности в нагрузке Ом. Допустимое значение коэффициента нелинейных искажений 5%. Диапазон рабочих частот от 100 Гц до . Диапазон температуры окружающей среды в пределах .

Пример расчета. 1. Определяем максимальную мощность рассеяния на коллекторе транзистора одного плеча усилителя

2. Находим максимальный коллекторный ток транзистора одного плеча

3. Определяем напряжение источника питания из формулы .

4. Находим граничную частоту усиления предполагаемого типа транзистора из условия , принимая . Неравенство выполняется если .

5. Учитывая полученные значения , а также .

По справочнику выбираем транзисторы, составляющие и -пару и обеспечивающие относительную симметрию плеч каскада. Наиболее подходящими для данных условий типами транзисторов являются () и ().

6. Построив на графике семейства выходных характеристик транзисторов или (рис. 4.32) динамическую нагрузочную прямую, отсекающую на оси абсцисс 0,5 а на оси ординат , определяем значения , соответствующие границе нелинейной и линейной частей выходных характеристик: .

Рис..

7 Находим реальную мощность в нагрузке, соответствующую площади треугольника ABC на рис. 4.32:

8 Определяем мощность, отбираемую каскадом от источника питания:

9. Находим коэффициент полезного действия каскада .

10. Используя входную характеристику транзистора , определим ток и напряжение , соответствующие максимальной амплитуде тока .

11. По входной характеристике транзистора , проведя прямую линию через иуль в точку под углом к оси абсцисс, определяем усредненное входное сопротивление транзистора, обусловленное нелинейностью входной характеристики Ом.

12. Находим глубину обратной связи при максимальной амплитуде входного сигнала

13. Определяем входное сопротивление плеча каскада

14. Находим входную мощность каскада

15. Коэффициент усиления по мощности

16. Определяем сопротивление резистора используя формулу (4.85):

17. Строим сквозную динамическую характеристику одного плеча . Используя построенную сквозную динамическую характеристику из формулы 19) определяем коэффициент нелинейных искажений по третьей гармонике 1,5%.

. Учитывая нелинейные искажения по второй гармонике за счет асимметрии схемы, найдем коэффициент, нелинейных искажений .

Убеждаемся, что полученное значение меньше заданного .

19. Определяем емкость конденсатора из формулы

При кОм выходное сопротивление эмиттерного повторителя, определяемое из формулы

на порядок меньше заданного сопротивления нагрузки Ом. Поэтому, пренебрегая на величину , будем иметь

Выбираем номинал по ГОСТу в сторону больших значений .