Содержанием предварительного расчета УНЧ является:
1) Разработка технического задания (ТЗ), то есть определение основных показателей, которые должны иметь проектируемый УНЧ.
В ТЗ приводиться напряжение источника входного сигнала Uвх; диапазон частот усиливаемого сигнала (fн - fв); напряжение Uвых или мощность Рвых на выходе усилителя; сопротивление нагрузки Rн; коэффициент частотных искажений на нижней частоте диапазона Мн; система питания усилителя.
Эти основные выходные данные могут быть дополнены специальными требованиями, обусловленными назначением и условиями роботы УНЧ.
2) Разработка структурной схемы УНЧ с приведением технических требований к отдельным узлам: ориентировочно выбирают типы транзисторов отдельных каскадов, распределяют по каскадам общий коэффициент усиления, частотные та нелинейные искажения, определяют регулируемые параметры – усиление, тембр и др.
Разработка технического задания (ТЗ)
Для предварительного расчета УНЧ исходными данными являются:
1) требуемая мощность на выходе УНЧ – Рвых;
2) сопротивление нагрузки – Rн;
3) напряжение источника входного сигнала – Uвх;
4) внутреннее сопротивление источника сигнала – Rи;
5) диапазон частот fн – fв.
Считаем, что УНЧ работает в стационарных условиях. Температура окружающей среды: Tmin =+15 °С; Ттаx = +25 °С.
Задавшись исходными данными на проектирование УНЧ, переходят к разработке его структурной схемы.
Разработка структурной схемы УНЧ
Для этого необходимо определить:
1) коэффициент усиления УНЧ по мощности Кр;
2) число каскадов усиления (структурную схему УНЧ);
3) тип схемы и типы транзисторов выходного (оконечного) каскада.
Порядок расчета УНЧ:
Находим мощность входного сигнала.
Отметим, что максимальная мощность отдается источником входного сигнала нагрузке, когда входное сопротивление каскада равно внутреннему сопротивлению источника (Rвх = Rи).
Тогда
,
где Rвх – входное сопротивление первого каскада УНЧ.
Находим требуемый коэффициент усиления по мощност.
В общем случае коэффициент усиления УНЧ по мощности определяется по такой формуле:
(1)
де ή Tвх – к.п.д. входного трансформатора, задается в пределах (0,7...0,8);
ή Tвых – к.п.д. выходного трансформатора, задается в пределах (0,75...0,85);
Крег – коэффициент передачи регулятора уровня сигнала, задается в пределах (0,3...0,5).
Поскольку для выходного каскада выбрали двухтактную бестрансформаторную схему, то из формулы (1) необходимо убрать ή Tвх и ή Tвых.
Тогда получим:
Выразим коэффициент усиления по мощности в децибелах:
.
