Разработка однокаскадного малосигнального УНЧ

Параметры источника сигнала: вх= -10…10мВвх = 0.1…1кГц= 5кОм,

Сопротивление нагрузки: Rн =1 кОм

Коэффициент усиления напряжения: KU = 100

Значение сопротивления источника сигнала (Ri= 5кОм) позволяет применить в качестве УНЧ биполярный транзистор соединённый по схеме с общим эмиттером. Но при моделировании достичь заданного коэффициента не удалось (макс KU=11). Дополнив схему эмиттерным повторителем удалось получить заданный коэффициент усиления.

Выполним расчёт элементов выбранной схемы:

Предположим, что транзисторы VT1 и VT2 находятся в активном режиме:

Определим максимальный ток в нагрузке, которое определяется отношением максимального напряжения в нагрузке к величине сопротивления нагрузки:

Напряжение на коллекторе равно половине напряжения питания:

Ток коллектора для каскада с транзистором VT2 будет равен отношению напряжения коллектора к величине резистора R7:

Коэффициент усиления по напряжению для постоянного тока равен:=R7/R8

Это отношение приблизительно равно от 2 до 10 и выбираем его так, что Ku=5 => R8=180 Ом

Рассчитаем смещение на базу. Для этого примем ток эмиттера приблизительно равным току коллектора транзистора VT2:э=Iк

Определим токи базы транзистора VT1 и ток делителя этого же транзистора.

Ток базы будет определяться отношением тока коллектора к коэффициенту передачи

Тогда ток базы равен:

Где h21э для нашего транзистора равен 300 => Iб=2.7мА

Определим ток через резисторы R5 и R6. Этот ток будет больше тока базы в (2…10)раз, ток через делитель равен:

Теперь можем определить сопротивление R6:

Величину сопротивлении R5 определим из отношения напряжения база питание к току делителя, где напряжение база питание найдем из формулы:

Uбп= 15-Uб=13В

Для переменного сигнала найдем величины сопротивление и :емкость конденсатора С4:

Мы знаем, что коэффициент усиления равен:

/(R8//Rc3)=Ku

От сюда найдем сопротивление конденсатора С3:=0.01 Om

Тогда емкость конденсатора будет равна:

Rc3=1/(wc) => с3=1/(2П*f*Rc3) f=0.1kГц

с3=200 мкФ

Для того, что бы получить необходимый коэффициент усиления входное сопротивление велико. Преобразуем его с помощью эмиттерного повторителя до необходимого нам входного сопротивления 50 Oм, потому что именно при этом сопротивлении можно получить необходимый коэффициент усиления по напряжению.

Для транзистора VT1 напряжение на эмиттере будет равно половине напряжения питания:э=7.5V

Что бы получить выходное сопротивление повторителя равным 50 Oм выбираем сопротивление R4=100 Oм. Следовательно ток эмиттера будет равен э=Uэ/R4=75мA

Примем ток эмиттера приблизительно равным току коллектора для транзистора VT1:э=Iк

Тогда аналогично, как и для каскада с транзистором VT2 произведем расчет тока базы и тока через делитель для каскада с транзистором VT1:

Ток базы равен отношению тока коллектора к коэффициенту передачи. Так как в обоих каскадах транзисторы выбраны одинаково, то коэффициенты передачи равны, и следовательно ток базы равен:

Ток через резисторы R3 и R2 следовательно будет равен в (2…10) больше тока базы:

Теперь можем определить сопротивления R2 и R3

Для переменного сигнала определим сопротивление конденсатора с1 и его емкость:

=0.1Ri

Где Rвх(унч)- сопротивление входа каскада с транзистором VT1, которое определяется:

Лучшие статьи по информатике

Сравнительный анализ социальных сетей
Мы живем в 21 веке в эпоху бурного развития информационных технологий. Мобильные устройства, интернет и «умная» бытовая техника присутствуют в каждом ...

Проектирование канала сбора аналоговых данных микропроцессорной системы
Применяя микропроцессоры и микро-ЭВМ для контроля за сложными производственными процессами, можно обрабатывать в реальном масштабе времени сигналы, поступаю ...

Структура металл-диэлектрик-полупроводник
В МДП-транзисторе с поликремниевым затвором n-типа нужно рассчитать пороговое напряжение и построить диаграмму зависимости порогового Напряжения от кон ...