Расчет усилителя низкой частоты с блоком питания

Техническое задание. Рассчитать схему усилителя низкой частоты с блоком питания. Исходные данные n коэффициент усиления по напряжению - 80 n верхняя граничная частота - 10 кГц n нижняя граничная частота - 300 Гц n параметры нагрузки - сопротивление - 200 Ом, емкость - 6800 n 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.В качестве транзистора VT1 выберем широко распространенный КТ 315 Д со следующими параметрами n максимальный ток коллектора I К MAX 100 м А n максимальное напряжение коллектор - эмиттер U КЭ MAX 40 В n максимальная рассеиваемая мощность транзистора P МАХ 150 м Вт n статический коэффициент передачи h 21 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 45 м А. Для нормальной работы транзистора выберем рабочую точку I K0 23 м А, U КЭ0 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 0.46 м А. Теперь определим номиналы резисторов R1 , R , R3 , где I Д - ток через делитель, I Д 4 I Б0 . R1 3.9 к Ом , R2 560 Ом , R3 1 к Ом . Коэффициент усиления по напряжению определяется как k u . Отсюда входное сопротивление транзистора R ВХ 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 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. 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, 2. Транзисторы Справочник М. Радио и связь, 3. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы Справочник М. Радио и связь, 1990.