Расчет усилителя низкой частоты с блоком питания

                            Техническое  задание.

      Рассчитать  схему  усилителя  низкой  частоты   с   блоком    питания.
Исходные  данные:
коэффициент  усиления  по напряжению  - 80;
верхняя  граничная  частота   -  10  кГц;
нижняя  граничная  частота  -  300  Гц;
параметры  нагрузки :  -  сопротивление   -   200   Ом,   емкость   -   6800
.......   ;
коэффициент  пульсаций  на  выходе  блока  питания  -  не  более  0.15  .



                              Расчетная  часть.

      В  качестве  схемы  усилителя  выберем  стандартную  схему   включения
  транзистора    с   общим    эмиттером    (рис.   1)   .     Разделительный
конденсатор    С1   служит   для   передачи   на   вход   транзистора    VT1
усиливаемого   переменного  напряжения,  а  также  исключает  попадание   на
 вход   транзистора    постоянного   напряжения.    Резисторы    R1   и   R2
образуют  делитель  для   получения  необходимого  напряжения  смещения   на
  базе   транзистора.    Резистор   R1   и   конденсатор   C2   обеспечивают
температурную   стабилизацию   работы    усилителя.     В    данной    схеме
резистор   RН    является   нагрузкой.


[pic]

      В  качестве  транзистора  VT1  выберем  широко   распространенный   КТ
315  Д  со  следующими  параметрами:
максимальный  ток  коллектора   I К  MAX = 100  м А ;
максимальное  напряжение  коллектор - эмиттер   U КЭ  MAX =  40 В ;
максимальная  рассеиваемая  мощность  транзистора   P МАХ = 150  м Вт ;
статический  коэффициент  передачи  h 21 [pic] 50 .

      Напряжение  питания   U  П   примем   равным   9   В  ,    тогда   для
определения  рабочего  режима   выберем  две  крайние  точки :  (U КЭ = U  П
, I K = 0)  и  (U КЭ = 0, I K  ),  где  U  КЭ  -   напряжение   коллектор  -
эмиттер ,  I K  -  максимальный  ток  в  нагрузке:
I K = [pic] = [pic] = 45 (м А).
      Для  нормальной  работы  транзистора   выберем   рабочую  точку :
I K0 = [pic] = [pic] [pic] 23 (м А),

U КЭ0 =[pic] = [pic] = 4.5 (В).

      Тогда  мощность, выделяющаяся  в  транзисторе :
P K0 = I K0  * U КЭ0 =  23 *  4.5  =  103.5  ( м Вт),
что   не  превышает  максимальную  рассеиваемую  мощность   транзистора    P
МАХ = 150  м Вт.
      Мощность,  потребляемая  усилителем  от  источника  питания  :
P 0 = I K0  * U П =  23 *  9  =  207  ( м Вт).
      Для  схемы  с общим  эмиттером   коэффициент  усиления  по   току    k
i  примерно  равен статическому  коэффициенту  передачи   h  21  .   Базовый
ток  транзистора :
I Б0 = [pic] = [pic] = 0.46 (м А).

      Теперь  определим  номиналы  резисторов :
R1 [pic] ,   R2[pic] ,  R3 [pic] ,  где
I Д  -  ток  через  делитель,    I Д [pic] 4* I Б0 .

R1 [pic] [pic] 3.9  (к Ом) ,

R2 [pic] [pic] 560  (Ом) ,

R3  [pic] 1  (к Ом) .

      Коэффициент  усиления  по  напряжению  определяется  как :     k  u  =
[pic].
Отсюда   входное  сопротивление   транзистора :
R ВХ = [pic] = [pic] = 125  (Ом).
      Емкость  конденсатора   С1  рассчитывается   исходя   из   того,   что
его  сопротивление   по  переменному   току    на   самой   низкой   частоте
должно  быть  во  много  раз  меньше   входного  сопротивления  :
С1 [pic] =  42.46  (мкФ).
Выбираем  ближайший  -   50 мкФ.
      Для  заданной  полосы   частот   емкость   конденсатора   С2    должна
быть  равна  десяткам  микрофарад,  возьмем   20  мкФ.

       Теперь    рассчитаем    стабилизатор    напряжения    с    требуемыми
параметрами.   Входные   цепи   блока   питания   состоят   из   понижающего
сетевого     трансформатора      и     мостового      выпрямителя.     Схема
стабилизатора  напряжения  показана  на  рис. 2.
[pic]
      Так  как  потребляемая   схемой   мощность   небольшая,   в   качестве
стабилизатора    DA1   возьмем    специально   предназначенную    микросхему
К142ЕН8А,  обеспечивающую    выходное   напряжение    +  9  В    и   ток   в
нагрузке   до   1   А.   Данная    микросхема    обеспечивает    коэффициент
пульсаций  на  выходе  примерно  0.03,  что   удовлетворяет   заданию.   Для
нормальной  работы  напряжение  на   входе   микросхемы   должно   быть   не
менее  12   Вольт,   поэтому    конденсаторы    С1   и   С2   выбираем    на
рабочее  напряжение  25  В   и  емкостью   500  мкФ.



                                 Литература.

1. Жеребцов И. П. Основы  электроники. - Л.: Энергоатомиздат,  1989.
2. Транзисторы: Справочник . - М.: Радио и связь, 1990.
3. Цифровые  и  аналоговые  интегральные   микросхемы:   Справочник.  -  М.:
  Радио  и  связь, 1990.