Расчет нелинейных искажений

Расчет мощности коллекторной цепи VT1.

Находим требуемую мощность коллекторной цепи VT1, отдаваемую транзистором в первичную обмотку трансформатора Тр2:

Р_~1=Р_н/η_тр=15 Вт.

На выходных ВАХ выбираем U_кm и I_кm, такие, чтобы выполнялось условие

Р_н/η_тр≈ 1/2 U_кэmּI_кm

Выбираем I_кm=I’_кm-I_к0=5,4-1=4,4 А, U_кэm=Е_к-U_кэmin =18-10,2=7,8 В.

Р_~2=1/2 U_кэmּI_кm=1/2*4,4*7,8=17 Вт.

Условие Р_~1≈ Р_~2 выполняется (Р_~2 можно выбирать с небольшим запасом).

Нелинейные искажения определяем по амплитудам гармоник коллекторного тока, используя сквозную динамическую характеристику I_к(E_ист) и метод пяти ординат.

Сопротивление источника находим по формуле:

R_ист=1,5*h_11э=1,5* (DU_бэ / DI_б) | _Uкэ=const

На входных ВАХ (рис. 2.3.) рассмотрим треугольник BCD, который был построен путем проведения касательной в рабочей точке А.

Получаем DU_бэ=0,7-0,5875=0,1125 В, DI_б=0,075 А. h_11э=0,1125/0,075=1,5 Ом.

R_ист=1,5*1,5≈2,3 Ом.

Далее, перенося точки на нагрузочной прямой с выходной ВАХ на входную, рассчитываем э.д.с. эквивалентного источника питания по формуле:

Е_ист = U_бэ * I_б + R_ист,

которая вытекает из модели оконечного каскада по переменному току (рис. 2.5)

Рис. 2.5 – Модель 2-хтактного трансформаторного усилителя мощности

для полупериода входного синусоидального сигнала.

Накопленные данные заносим в табл.2.2:

Таблица2.2

Iк, А	Iб, А	Uбэ, В	Eист, В
	0,02	0,61	0,67
1,75	0,04	0,645	0,74
3,6	0,1	0,68	0,91
4,8	0,14	0,705	1,05
5,4	0,17	0,71	1,101

Строим сквозную динамическую характеристику I_к(E_ист) (рис. 2.6).

Рис. 2.6 – Сквозная динамическая характеристика оконечного каскада.

По сквозной динамической характеристике находим номинальные токи:

Iк’_m=5,4 А

I₁’=2,83 А

I₀’=1 А

Пять значений токов Iк_mах, I₁, I₀, I₂, Iк_min определяем, предполагая, что в одном плече каскада протекает ток в 1+b, а в другом в 1-b раз отличающийся от номинального, причем токи второго плеча имеют обратное направление. Здесь b – коэффициент асимметрии плеч, который равен b=0,1... 0,15. (MN=NK.)

Выбираем b=0,1. Тогда получаем

Далее определяем амплитуды гармоник тока

Находим коэффициент нелинейных искажений для транзистора, работающего в режиме АВ по формуле:

.

Должно выполняться условие: γ < 4% (3,46 < 4). Если это условие не выполняется, необходимо смещать рабочую точку. А вверх.

Для получения наименьшего значения коэффициента нелинейных искажений при максимальной расчетной величине I’к_m смещение целесообразно брать таким, чтобы получить I₁’=0,5 I’к_m. При этом амплитуда третьей гармоники равна 0.

Дата добавления: 2015-05-06