В качестве оконечного каскада возьмем каскад с общим коллектором.
1) По заданным значениям
определяем ток нагрузки
максимальную амплитуду коллекторного тока Iкmax
допустимую мощность рассеяния на коллекторе Ркmax
рассчитываем Э.Д.С. источника питания
Напряжение Uкэ
Транзисторы выбираются по допустимой мощности рассеяния на коллекторе Ркmax , максимальной амплитуде коллекторного тока Iкmax, по предельной частоте fβ, по напряжению Uкэ.
В качестве транзистора четвёртого каскада принимаем транзистор КТ704А
Ток базы
Ток делителя
Сопротивление эммитора
Рассчитываем сопротивление делителя
Рассчитываем входное сопротивление
Напряжение на входе четвёртого каскада
Расчет предоконечного каскада
В качестве предоконечного каскада возьмем каскад с общим эммитором.
1) По заданным значениям
определяем ток нагрузки
выходную мощность
мВт
допустимую мощность рассеяния на коллекторе Ркmax
максимальную амплитуду коллекторного тока Iкmax
рассчитываем Э.Д.С. источника питания
коэффициент усиления по напряжению
Напряжение на входе пятого каскада
Транзисторы выбираются по допустимой мощности рассеяния на коллекторе Ркmax , максимальной амплитуде коллекторного тока Iкmax, по предельной частоте fβ, по напряжению Uкэ.
В качестве транзистора четвёртого каскада принимаем транзистор КТ368А
Ток делителя
Сопротивление коллектора
Сопротивление эммитора
Рассчитываем сопротивление делителя
Рассчитываем параллельное сопротивление делителя
Рассчитываем входное сопротивление
Расчет третьего каскада
в качестве третьегокаскада возьмем каскад с общим эммитором.
Зададимся Rн=Rвх оканечного каскада
определяем ток нагрузки
выходную мощность
Вт
допустимую мощность рассеяния на коллекторе Ркmax
максимальную амплитуду коллекторного тока Iкmax
рассчитываем Э.Д.С. источника питания
коэффициент усиления по напряжению
Напряжение на входе пятого каскада
Транзисторы выбираются по допустимой мощности рассеяния на коллекторе Ркmax , максимальной амплитуде коллекторного тока Iкmax, по предельной частоте fβ, по напряжению Uкэ.
В качестве транзистора четвёртого каскада принимаем транзистор КТ215А
Ток делителя
Сопротивление коллектора
Сопротивление эммитора
Рассчитываем сопротивление делителя
Рассчитываем параллельное сопротивление делителя
Рассчитываем входное сопротивление
Расчет схемы перехода
Схема перехода представляет собой дифференциальный каскад с несимметричным выходом. Зададимся коэффициентом усиления дифференциального сигнала Кд=1;
Кд=Rк/2(Rэ+rэ), т. к. rэ<<Rэ то им можно пренебречь. Тогда для получения единичного усиления Rк=2Rэ.
Для каскада возьмем два транзистора КТ215А. По входным и выходным характеристикам выберем рабочую точку:
Iко=0.11 мА
Uкэо=Еп-Uк=4.5 В
Еп=9 В
h21э=100 (β)
Ток базы
Iбо=4 мкА
По входной характеристике определяем
Uбэо=0,58 В
Ток делителя
Iд=5∙Iбо=20 мкА
Рассчитываем сопротивление делителя
U1=R1∙2Iко=9 В
Uэ=Rэ∙Iко=2.4 В
R``=(2Еп-Uбэо-Uэ-U1)/(Iд+Iб)=247 кОм
R`=(Uбэо+Uэ+U1)/Iд=602 кОм
Зададимся падением напряжения на Rк равным 0,5Еп, отсюда
Rк=0,5Еп/Iко=41 кОм
Rэ=Rк/2=20.4 кОм
Через R1 протекает удвоенный ток коллектора соответственно
R1=Еп/2∙Iко=41 кОм
Коэффициент усиление синфазного сигнала
Кс=Rк/(2R1+Rэ+rэ), т. к. rэ<<Rэ то им можно пренебречь.
Кс=0,4
Коэффициент ослабления синфазной составляющей
КОСС=20lg(Кс/Кд)=-7,959 дБ
Расчет входного дифференциального каскада
Для улучшения параметров каскада вместо R1 включим генератор стабильного тока (ГСТ).
Кд=Rк/2(Rэ+rэ), т. к. rэ<<Rэ то им можно пренебречь. Тогда для получения требуемого усиления Rк=7Rэ
Rэ=Rк/7=5.8 кОм
Для ГСТ возьмем транзистор КТ312Б.
Ток коллектора транзистора VT3 Iк должен быть равен удвоенному току эмиттера транзистора VT1 (VT2) приближенно равному току коллектора Iко=0,11 мА.
Iк=2∙0.2=0.22 мА.
Ток базы соответственно равен
Iб=Iк/β=2.2 мкА
Uбэ=0,3 В
Ток делителя возьмем равным
Iд=5∙Iб=11 мкА
Возьмем падение напряжения на R3 равным U3=5 В тогда
R3=U3/Iк=22.7 кОм
R1=(2Еп-Uбэ-U3)/(Iд+Iб)=962 кОм
R2=(Uбэ+U3)/Iд=481 кОм
Эквивалентное сопротивление ГСТ по переменному току равно
, где
g11=Iк/β∙0,026=0.84 мСм
g21=Iк/0,026=0.008 См
g22=5∙10-6 См
=0.6 мОм
Коэффициент усиления синфазного сигнала:
Кс=Rк/(2R1+Rэ+rэ)=0,021
rэ=0,026/Iко=236.3 Ом
КОСС=20lg(Кс/Кд)=-44,35 дБ
В сумме два первых каскада дают ослабление синфазной составляющей 52.3 дБ, это удовлетворяет заданию.
Расчет разделительных и блокировочных емкостей
Исходя из заданного допустимого уровня частотных искажение Мн=Мв= М=1,2 найдем спад АЧХ усилителя е=1-1/М=1-1/1,2=0,167. Распределим это значение по всему усилителю на восемь разделительных конденсаторов
е1=0,167/8=0,021, найдем частотные искажения одного конденсатора
Мн1=1/(1-е1)=1/(1-0,021)=1,021
Рассчитаем емкости разделительных конденсаторов по формуле:
Ср=0,159/(fн(Rэкв л+Rэкв п) ), где
Rэкв л и Rэкв п – эквивалентное сопротивление цепи слева и справа от конденсатора между выводом и общим проводом.
Ср1=0,159/( (6+6) ∙ )=2 мкФ
Ср2=0,159/( (904+904) ∙ )=14 нФ
Ср3=0,159/( (2200+554) ∙ )=9.2 нФ
Ср4=0,159/( (2200+2200) ∙ )=5.8 нФ
Ср5=Ср6=Ср7=0,159/( (554+554) ∙ )=0.23 нФ
Ср8=Ср9=0,159/( (100+554) ∙ )=0.4 нФ
7. Расчет коэффициента нелинейных искажений
Задано Кг<2%. Все нелинейные искажения можно отнести к оконечному каскаду, так как на нем сигнал имеет максимальную амплитуду.
Рассчитаем коэффициент нелинейных искажений для оконечного каскада методом пяти ординат.
На нагрузочной прямой отмечаем пять точек пересечения с выходными статическими характеристиками, определяем токи коллектора, по входной характеристике определяем входное напряжение.
, где
), где
(6+6) ∙ 
)=2 мкФ
; 
;
; 
;
;
.
;
;
;
;
%