R1 = UmiR6/(UaiT- E 6). |
(6.58) |
Определив все сопротивления, легко найти исходные условия для расчета следующего каскада. Входной ток последующего кас када является током нагрузки для предыдущего. Очевидно, этот ток будет максимальным при максимальном значении /б = / к//2210, т. е. при минимальном коэффициенте усиления ЛгыВходное со противление триода Л11э для переменной слагающей известно при заданном типе триода и его режиме. Тогда входной ток
/и* = /в(1-ЬАц,/Яв). |
(6-59) |
Входное сопротивление каскада /?Вх.к является сопротивлением нагрузки предыдущего каскада и состоит из параллельно включен ных сопротивлений Ro и /гцэ:
Яв*.к = RJilla/(R6+ Alls). |
(6.60) |
Поскольку ток и сопротивление, а следовательно, и напряже ние нагрузки для предыдущего каскада известны, напряжение и ток рабочего режима определяются непосредственно из неравенств (6.39) — (6.42). В остальном расчет предыдущих каскадов не отли чается от расчета выходного каскада.
Пример 6.2. Рассчитать двухкаскадный усилитель, выполненный по схеме рис. 6 .8 , работающий в линейном режиме. Мощность нагрузки ЯИагр=0,5 ег; нагрузка имеет активный характер. Сопротивление нагрузки может быть выбра-
Ig.MO
Рис. 6.16. Входные характери |
Рис. 6.17. Зависимость коэффициента |
|
стики |
триода П201АЭ |
усиления по току от тока коллектора |
|
|
|
|
|
триода П201АЭ |
|
но |
любым. |
Напряжение |
источника и пят = 100 в. |
Усилитель |
должен работать |
в |
диапазоне |
температур |
0 = 04-50° С. |
Принимаются |
значения: |
£„ = 0,85; |
6=0,1; |
*н=0,95. Для выполнения усилителя |
принимаются |
триоды |
П201АЭ |
[Л. 30]. |
Входные характеристики триода для температуры 0 = 20° С даны на рис. 6.16. Зависимость коэффициента усиления по току от тока коллектора дана на рис. 6.17. С увеличением температуры 0 на каждые 10° происходят следующие изменения параметров триода: начальный ток коллекторного перехода /,.ко воз растает в 1,23 раза, коэффициент усиления по току Л21» возрастает в 1,105 раза, напряжение между эмиттером и базой t/ 8.6 при том же токе в базе уменьшает ся в 1 , 2 раза, динамическое входное сопротивление Лцэ возрастает в 1,16 раза.
Прочие необходимые данные по триоду П201АЭ приведены в табл. 6.2.
Наименование величины
|
Постоянная |
мощность, рассеиваемая |
при наличии теплоот |
вода Рк, в т ..................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
То же, без теплоотвода, в т .................................................. |
|
усиления / к доп. а |
|
Постоянный ток коллектора в режиме |
|
Напряжение коллектор — база U6 к> в |
............................... |
|
|
Начальный ток коллекторного перехода при холостом хо |
де в цепи базы, |
при 0 = 20 °С, / э к 0 , |
м а ........................... |
|
4 |
Коэффициент усиления по току, при |
токе в |
коллекторе |
= 0,! а и 0 = |
20 °С, Л2 1 з ...................................................... |
|
|
|
|
Крутизна вольт-амперной характеристики у2\э. |
1/ом . . . |
|
Напряжение |
эмиттер — коллектор |
в |
режиме |
насыщения |
v |
>. к о- .................................................................................................................. |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 6 . 2
Значение
мин. макс.
10
1
1,5
30
16, 4
40 100
0.2
0 , 5 2.5
Р е ш ен и е . 1. Определяем допустимое напряжение 7/доп. Учитывая, что мак симальное значение (£/э к р -(- у'"2 U3 к) достигается лишь кратковременно (в мо мент положительного максимума переменной слагающей), принимаем коэффициент запаса по напряжению kBu = 1,2. При этом
^доп — ^б .к . макс/ |
U = |
,2 == 25 в . |
Значение 1Уб. к. макс=30 в взято из табл. |
6.2. |
|
2.Определяем максимальное значение начального тока коллекторного пер
хода / э.ко- |
Из |
табл. 6.2 |
при 0Е—20°С значение /» .ко = 16,4-10- * а. При макси |
мальной температуре 0макс=5О°С |
|
|
|
',.к0макс = |
'э.к0 ' > - 2 3 |
‘° |
= 16,4-10~*-1.23 |
1 0 |
= 30,4-10-*а. |
3. |
Определяем напряжение |
Ua.K по (6.44) и |
(П. |
1.7) и принимаем меньш |
значение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
"з.к. = |
*к [(1-6) илоп -(1 + 6 ) (7э.к0] |
|
|
|
|
2 у 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 , 9 5 |
[(1 — 0 , 1 ) 2 5 — (1 + 0 , 1 ) 2 , 5] ! |
= 6,6 «; |
|
|
|
2 У Г |
|
|
|
|
|
^э.к2 — |
|
|
М к Г ( 1 - Ь ) и а |
' Ц).ко1 |
|
|
|
|
|
|
*н *к ^э.кО |
|
|
|
V 2 |
(Лк+1) |
] / |
2(йк- |
[(1-в)Упвт-^.ко1 |
|
I) |
|
|
|
|
|
|
нагр |
|
|
|
|
|
0,95-0,85 [(1 — 0,1) -100 — 2,5] |
|
|
|
|
|
|
/ 2 (0 ,8 5 + 1 )- |
|
|
.13,1 |
в . |
|
|
|
|
|
|
|
Ч- |
2 ( 0 , 85 + |
1) + |
0,952-0,85-30,4-10-8 |
|
|
|
—--------- j j - jp ----------[(1 — 0 ,1 ) - 1 0 0 — 2,5] |
|
Принимаем £/эк = 6 ,6 в. |
Тогда напряжение (Уэ к р |
|
в рабочем режиме |
по |
(6.43) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уэ.к.р = |
(^допЧУэ.кО)/2 = (25 + |
2 ,5 )/2 = |
13,8 в. |
|
4.Определяем сопротивление и ток нагрузки по (6.46):
Янагр = |
^э.к/р нагр = |
6,62/0 ,5 = |
87,2 О М . |
Принимаем + ,агр == 85 ом. Тогда |
|
|
£/э к — ^ / ’нагр/?нагр |
— Ч 0>5-85 — 6,5 б. |
Ток нагрузки |
|
|
|
/нагр = |
U3 J R aaTp = |
6,5/85 = |
7 6 ,5 -10-* а . |
5.Определяем рабочий ток коллектора по (П. 1.5):
|
*к (Упит |
^э.к. р) (^н /э.кО Ч |
Л*агр V 2 ) |
|
/кр 5s |
6 ) (fynHT - + , к.р) - |
£/ЭЛ / 2 |
|
kHkK(1 - |
__ |
0,85(100— 13,8) (0,95-30,4-IQ-3+ 76,5-IQ-3 |72~) |
= 0,189 я.
0,95-0,85(1 — 0,1) (100— 13,8) — 6,5 у г2~
Принимаем /к р = 0,2 а. |
|
|
Определяем сопротивления R K и R3 по (П. |
1.2) и (6.47): |
К (t/пнт — £/э.к.р) |
0,85(100 — 13,8) |
Rк = ------------------------------- |
= --------------------------- |
= 367 ом\ |
■к.р |
|
0, 2 |
(1 — felt) (//пит — ^э.к.р) |
(1 — 0,85) (100— 13,8) |
'к.р |
|
= 65 ож. |
|
0,2 |
Принимаем RK — 360 ом и R3 = 60 сш. Тогда
|
*/пвт-1/,.к.р |
|
1 0 0 -1 3 ,8 |
;к .р - |
Лк + /?э |
- |
360 + 60 — 0,205 а. |
6 . |
Определяем переменную слагающую тока коллектора по (6.45) |
|
/к = 'нагр + |
|
= 76,5 • 10-3 + - У - = 94,5.10-3 а . |
Проверяем условия (6.41) |
и (6.42): |
|
|
l K У 2 |
< * „ { ( 1 - 6 ) |
/ к . р - / э.к01; |
|
94,5-КГ3 У Г |
< 0,95 1 ( 1 — 0 ,1)0,205 — 30,4-10“3]; |
|
|
|
0,133 < 0,142; |
|
/ к У Т < |
Ан [/доп - |
(1 + 6) /к.р]; |
|
94,5 -10_3У Т |
< 0,95 [1,5 — (1 + 0,1)0,205]; |
|
|
|
0,133 < 1 ,2 1 . |
Условия выполняются. |
н |
выполнение триода выходного каскада: |
7. |
Определяем мощность |
/>Р = ^э.к .р / к .р = 13-8 -°-205 = 2 -83 вт-
Необходим теплоотвод (см. табл. 6.2).
8. Определяем минимальное и максимальное значения рабочего тока кол лектора с учетом допущенных отклонений:
|
/ К.Р1 = V р (1 - |
6) = |
0,2 0 5 (1 - |
0 , 1) = |
0,1 8 5 |
о; |
|
|
/ к.р2= = / к .Р ( 1 + |
6) = |
О’205 0 |
+ 0 , 1 ) = |
0,226 |
а. |
|
9. Определяем |
предельные |
значения |
коэффициентов |
усиления |
по току |
*2131 н Лгыг с учетом температуры: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*2131 — *А( *h(0=o) *21э.гар.мин = |
* >* -0 , 82-40 = |
3 6 ,5 , |
|
где * / , г = 1 , 1 |
по кривой рис. 6.17 при токе / к |
р = |
0,2 0 5 |
а; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0—20 |
|
|
|
|
|
|
|
*„(0=о)-= 1>105 |
Ш |
= 0’82 |
|
|
|
ПО условию; |
*21э.гар.мин — 40 из |
табл- 6-2> |
|
|
|
|
|
|
|
|
*2132 = |
*ftl */1(0 = 5 0 ) |
*21э.rap.макс = |
1. 1 • 1,34*100 = |
147, |
|
где |
|
|
|
|
|
50—20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fyi(6=50) ^ |
* 'Ю6 |
10 |
=1>34 |
|
|
|
|
no условию; |
*21э.гар.макс = ЮО из табл. |
6.2. |
|
|
|
|
|
|
По полученным значениям |
* 2 1 3 1 |
и |
* 2 1 3 2 находим |
зависимость |
/к.р=/(/в.р) |
Для крайних условий: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■к.р, |
*2131 |
V p i |
— 3 8 >5 •/б.р!» |
|
|
|
|
|
f K.p2— /э.ко + й21Э2 Л>.р2 — 3 0 ,4 -10~3 + |
147- / б . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р2- |
|
