ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.02.2024
Просмотров: 234
Скачиваний: 2
пёнсации в первом каскаде, выражающееся в том, что коллекторный ток примененного в нем транзистора с ростом температуры умень шается. Это приводит к недопустимому возрастанию тока коллектора транзистора второго каскада: так, уже при температуре +40 °С 1кг> >10 ма. Приемлемая крутизна компенсационной характеристики тер мозависимой цепи первого каскада обеспечивается при подключении последовательно диоду Д7Б резистора 1?д « 2 ком (рис. 8-2).
При смене транзисторов в рассматриваемом усилителе наблюда ется резкое нарушение рабочего режима второго каскада, коллектор ный ток транзистора которого может изменяться в 2 раза и более.
MOfA Гр
Рис. 8-3. Низкочастотный усилитель с выход ной мощностью 100 мет.
Таким образом, при применении в первом и втором каскадах усилителя, схема которого изображена на рис. 8-2, однотипных или примерно одинаковых по мощности транзисторов возникают суще ственные трудности по его реализации, что подтверждает опасения, высказанные в § 5-1.. .
В то же время при применении в первом и втором каскадах уси лителей рассматриваемого типа транзисторов, значительно различаю щихся по мощности, отмеченные недостатки сказываются слабее.
Это видно на примере усилителя мощностью 100 мет, стабили зация параметров которого обеспечивается путем комбинированного применения ООС и терморезисторов (рис. 8-3).
Усилитель имеет два однотактных каскада, выполненных соот ветственно на транзисторах МП13Б и П201А, включенных по схеме с общим эмиттером. Стабилизация рабочей точки первого каскада обеспечивается с помощью цепи, состоящей из диода Д7А и после довательно подключенного к нему резистора /?д. Стабилизация рабо чего режима второго каскада осуществляется с помощью потенцио метра, состоящегоиз резистора R'3 и сопротивления эмиттер — кол лектор транзистора первого каскада. В цепь эмиттера транзистора второго каскада включен резистор R'o.c
Для согласования с низкоомной нагрузкой (например, со звуко вой катушкой громкоговорителя, имеющей сопротивление |Z n |»
«6 ом) на выходе усилителя включен трансформатор.
Втабл. 8-4 приведены параметры элементов каскадов, получен ные путем расчета по описанной методике, и их уточненные значения после отладки.
'к,- |
Vz’ |
|
|
«3. |
|
V |
1 |
*'о.с- |
ком |
КОМ |
Примечание |
||||
ма |
ма |
ОМ |
ком |
дб |
|||
5 ,0 |
|
|
|
ч |
|
|
|
06 |
13 |
1,93 |
61 |
5,3 |
58,1 |
По данным расчета |
|
4,5 |
90 |
13 |
2,2 |
82 |
3,6 |
60,4 |
После отладки |
Теперь возвратимся к двухкаскадному усилителю с непосредст венной гальванической связью, в котором применены однотипные
транзисторы. |
с термокомпенсацией и развязывающим резистором |
Усилитель |
|
в цепи базы |
транзисторов выходного каскада. Заданы: Р п= |
Рис. 8-4. Двухкаскадный усилитель с термокомпенсациен и развязывающим резистором в цепи базы транзи стора выходного каскада.
= 1 мет; |
\Zn |=300 ом; полоса |
эффективно |
передаваемых |
частот |
300—3 000 |
гц; Е = 6 в; / м=300 гц; |
/ п=3 000 гц; |
kyv =50 дб |
на ча |
стоте 600 гц и /ыакс = +50°С.
Частотная характеристика в полосе эффективно передаваемых частот должна иметь подъем на 12 дб.
Схема усилителя приведена на рис. 8-4. Он выполнен на трак-, зисторах МП13Б. Согласно расчетам, аналогичным выполненным ра нее, Л,i= 5 ма; /к2=8 ма; UKi= 3 в и k'm = 5 2 дб.
Рассчитаем параметры элементов, обеспечивающих установление требуемого рабочего режима и температурную стабилизацию рабочей точки.
1.Определим приращение тока в’ цепи коллектора транзистора
первого каскада |
при |
максимальной |
рабочей |
температуре tMnitc= |
||
= +50 °С. |
|
|
|
|
|
|
Для стабилизации рабочей точки первого каскада применим тер |
||||||
мистор ТОС-М. Согласно экспериментальным данным |
(см. § 5-1) для |
|||||
него tgcpT «0,012. |
при |
|
|
|
|
|
По формуле |
(5-81) |
|
|
|
|
|
|
| Zr | = 300 ом |
и Л |
Z°xt 1 = |
1,3 |
|
|
получим: |
|
|
I ^вх20 °С |
|
|
|
|
0,51 • 1 ,3 + |
300/311 |
|
|
||
|
|
|
|
|||
D t = |
o,5I.10<2050b ° '012 +300/311 |
= |
1’37, |
|||
Ьде из формул (i-9a), (1-12), (3-52) и (5-70) при Д—2 àê
|
0,98 |
|
13,5.10-» |
|
„ |
|
r«‘ = J—0.982 |
5 -1 0 -3 |
- 6 Ь 0 ' |
||||
Г0, — |
0,98 |
-25-Ю '3 |
— 4,9 |
ОМ, |
||
g |
|
jg -з |
||||
I ^шхг | = |
66 + |
|
j _о,98 |
“ |
^ ^ |
^м* |
N = (Ю0,05'2 — 1)* ( l + |т т ) = 0-51-
Допустнм, что для применения в первом каскаде производится отбор транзисторов со средним значением обратного тока коллектора
/ц020 °с ^ *9 ш а ‘ Тогда из формулы (5-82) получим: |
|
||
А _ |
5-10~3 (1—0,98) (1 — 1,37) + 10* 10~в[1,37-2^0,1 *50 |
— 1] |
|
1 |
1,37-5- |
10 -3(1 — 0,98) |
— |
|
= |
0,43. |
|
Абсолютная величина приращения коллекторного тока транзи стора первого каскада
Л/„ п = 5 -1 0 -3 -0,43=2,15 ма.
2.Рассчитаем величину угла наклона компенсационной характе ристики сопротивления эмиттер — коллектор транзистора первого каскада.
Данный расчет может быть выполнен по формулам (5-45) и (5-48).
Из формулы (5г50)
|
Дго — Явк»^ |
3 |
|
000 ом . |
|
5 - IQ—3 = |
|||
Тогда из (5-45) |
|
|
|
|
4,9 . —(0,1.50—2 |
|
150 (2<°-| -6°—2) — 1) — l]j=»30. |
||
е,==32,9 60S2 |
21{ l i n i F r + |
|||
Результаты расчетов по формуле |
(5-48) |
представлены в табл. 8-5. |
||
|
|
|
Т а б л и ц а 8-5 |
|
|
|
|
|
• '‘«'•K l |
|
0,001 |
0,915 |
|
0,03 |
|
0,003 |
0,797 |
|
0,06 |
|
0,005 |
0,695 |
|
0,15 |
|
0,008 |
0,563 |
|
0,24 |
|
0,010 |
0,490 |
|
0,30 |
|
0,012 |
0,430 |
|
0,36 |
|
0,014 |
0,372 |
|
0,42 |
Поданным табл. 8-5 tg<p'8K1 «0,013.
3. Согласно формуле (5-80) получим:
X i = l — (1+0,43) • Ю<20“ 5°) « .он«о,4.
Тогда из формулы (5-79) сопротивление развязывающего рези стора в цепи базы транзистора второго каскада
|
0 ,4 .0 ,9 8 -3 |
— 194,4 = 16,6 ком. |
|||||
Rü |
10 -Ю - в[2<°',,50“ 2) — 1] |
||||||
|
|
|
|||||
где из формул (1-9а), (1-12) и |
(3-52) |
|
|
|
|||
|
0,98 |
13,5-10-» |
_ |
|
|||
|
r62— 1 — 0,982 |
8-10 - 3 |
— 41(4 ож' |
|
|||
|
|
0,98 -25 -10 -» ____ |
|
||||
|
^э2— |
8- 10"»j |
3,06 ом) |
|
|||
|
I 2 BXÎ| = 41,4 + |
3,06 |
|
194,4 ом. |
|
||
|
j __g ^gg |
|
|||||
4. По формуле (5-87) рассчитаем |
сопротивление |
нагрузки перво |
|||||
го каскада |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,98(6 — 3) |
|
|
|
||
^ » = |
5 - 1 0 - » + (1—0 ,9 8 )-8 -1 0 -* —2-10-10-® = 570 0ли |
||||||
5. Сопротивление в цепи потенциометра смещения транзистора |
|||||||
первого каскада согласно |
формуле (5-25) |
при R io s 'S |
ком |
||||
п6 — 311 f5 .10-» ( 1 — 0,98) — 10.10-»]
/?з — |
---------------------------------------------- 7-------- |
о , , ч— = 62,2 ком. |
|
|5 . 10- » (I —0,98)— 1010 -.J • ( l |
+ |
Емкость корректирующего контура С =0,5 мкф (подобрана экспе риментально) .
Результаты расчетов и уточненные значения параметров элемен тов, обеспечивающих установление требуемого рабочего режима и его стабилизацию, приведены в табл. 8-6, а результаты проверки усилителя в камерах тепла и холода — в табл. 8-7.
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и .ц а 8-6 |
||
ма |
^К2* |
*б' |
R '3. |
• |
R3. |
*i/s’ |
Примечание |
|
|
ма |
ком |
ом |
ком |
дб |
|
|
|
||
5 .0 |
8 .0 |
16,6 |
570 |
|
62,2 |
52,0 |
По данным |
расчета |
|
4,75 |
8 .8 |
14.3 |
510 |
• |
57 |
53,6 |
После отладки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
8-7 |
|
t, °С |
|
1KÏ' |
|
|
|
|
|
/С,. |
|
ма |
МВ |
|
300 гц |
600 гц |
3 000 гц |
% |
|||
|
ма |
|
|||||||
+ 5 0 |
5 .5 |
8 ,4 |
1.5 |
|
0,29 |
0,66 |
1,24 |
4 |
.6 |
+ 2 0 |
4,75 |
8 .8 |
1.5 |
|
0,30 |
0,68 |
1,25 |
4,8 |
|
— 50 |
3.1 |
9 ,5 |
1.5 |
|
0,22 |
0,50 |
0,90 |
4 |
.9 |
Сравнительно хорошая стабильность рабочего режима и параме тров усилителей рассматриваемого типа обеспечивается при смене транзисторов. Согласно экспериментальным данным при изменении тока в цепи коллектора транзистора первого каскада на 12— 15% изменения коллекторного тока второго каскада не превышают 20%.
Мощные усилители с паралельнон ООС и термокомпенсацией. Усилители выполнены по схеме, изображенной на рис. 5-11.
Как и в предыдущем примере, опускаем расчет рабочего режи ма, не вызывающий каких-либо затруднений. Результаты такого рас чета приведены в табл. .8-8.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
8-8 |
|
Выходная |
Типы транзисторов |
|
|
|
|
|
|
мощность |
|
|
V |
^К2* |
"к,- |
".<2* |
в |
усилителя» |
|
|
|||||
|
|
ма |
ма |
в |
в |
||
вт |
Т, |
Тх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0.1 |
МП13Б |
П201А |
5.0 |
66 |
1 |
10 |
12 |
1.0 |
П201А |
П4Б |
16,7 |
402 |
1 |
10 |
12 |
Рассчитаем параметры элементов цепей смещения и стабилиза ции усилителя мощностью 1 вт:
1.На основе (5-78) сопротивление последовательной ООС вто
рого каскада при /ко2=0,4 ма, «2=0,97 и Uсг«0,25 о (Л. 91]
R’О.С= |
- Ч /« ) |
0 ,9 7 (1 -0 ,2 5 ) |
/ „ - / « „ |
(402 — 0 .4 )1 0 -* |
2. Определим требуемый угол наклона компенсационной харак теристики сопротивления эмиттер — коллектор транзистора первого каскада, при котором коэффициент режимной нестабильности второ
го каскада зкс=1. При ^2o=Poiu~ jg 7.10~3 = 60 ом 11
ГВ2 — |
0,97-25.10"3= 0,06 ом |
||
402-10"3 |
|
||
|
|
||
|
|
Т а б л и ц а |
8-9 |
|
|
а,. 104* {В<Рвк |
|
0,001 |
0,910 |
0,16 |
|
0,002 |
0,845 |
0,32 |
|
0,003 |
0,790 |
0,48 |
|
0,004 |
0,736 |
0,64 |
|
0,005 |
0,686 |
0,80 |
|
Из формулы (5-41) получим: |
|
||
. = 32.9 ° '066| 1’8 - г - <0’1'50- ! |{ о + |
I32'4 ( 2 * - ! ) - ■ ]} = 160. |
||
Результаты расчета по формуле (5-47) приведены в табл. 8-9 и па рис. 8-5,