Выбор элементов цепи смещения и стабилизатора тока

Исходные данные для расчёта.

 

P_Н;R_Н;U_ВХ = 2…2,5 В; д иапазон рабочих частот f = 40 Гц…16 кГц,

режим работы – в классе В.

 

Порядок расчёта

 

1. По заданной Р_Н, приняв коэффициент запаса k_z = 1,15...1,2, определяем расчетное значение мощности:

Р_Н.Р = k_z × Р_Н.

 

2. Амплитуда напряжения на нагрузке

U_Н.m = U_KЭ.m = ,

3. Напряжение источников питания:

U_S1= – U_S2 = U_KЭ.m + U_ОСТ,

 

где остаточное напряжение: U_ОСТ = (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 U_{вых.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 = К_U / 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: R_НЭ - значение эквивалентного сопротивления

 

R_НЭ = (1/R_Н + 1/(R₁₁+R₁₂))^-1

 

2. Наибольшая амплитуда тока коллектора:

3. Наибольшая амплитуда напряжения на коллекторе VT3:

 

U_КЭ.3 = (U_S– U_{КЭ 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:

, , ,

, h_21E.

 

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:

, , ,

, h_21E.

 

Сопротивления резисторов R₁₀ и R₁₅ определяются из выражения:

Можно принять U_БЭ = 0,6…0,7 В.

 

 

Значение сопротивлений R₁₀ и R₁₅ принимается по ряду Е24..

 

Выбор элементов цепи смещения и стабилизатора тока.

 

Ток I_ГСТ должен в несколько раз превышать ток базы транзисторов VT2 и VT4:

Принимаем I_ГСТ = мА.

Напряжение смещения (для режима покоя в классе В)

Сопротивление резистора R₈:

 

Выбираем подстроечный резистор с номинальным сопротивлением, большим расчетного, по ряду Е6, О кончательно его сопротивление устанавливают при настройке усилителя.

 

Низшее напряжение на коллекторе транзистора VT1

 

Принимая (напряжение питания ОУ), и , найдём

Сопротивление резистора R₉

I_R9 ≈ I_Z = (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 I_Z = (7…10) мА.

Выбираем резистор R₇ с номинальным сопротивлением по ряду Е24.