2020-10-12
160
Введение
Усилители звуковой частоты применяются во всех частях тракта радиовещания: студийной, передающей, приёмной. УЗЧ так же применяются в каналах записи и воспроизведения звука. Кроме радиовещания они широко используются в различных областях техники. Основное назначение усилителей мощности - это усиление сигнала, т. е. при подаче на вход УМ электрического сигнала малой мощности на нагрузке получается сигнал той же формы, но большей мощности. Для усиления сигнала используется энергия источника питания при помощи усилительных элементов.
Усилители звуковых частот делятся на две группы: усилители недетерминированных сигналов и усилители детерминированных сигналов. К первой группе относятся усилители, работающие от звуковых сигналов после их преобразования в электрические. Назначением этих усилителей является передача звуковой информации. Усилители этой группы входят в состав аппаратуры вещания, а также звукового кино. Ко второй группе относятся усилители, входящие в состав устройств автоматического управления и контроля, а также усилители измерительных устройств.
Требования к электрическим параметрам усилителей звуковых сигналов на основе компромисса между соображениями о качестве воспроизведения и экономичности. При этом для головных звеньев тракта передачи (радиовещательных и телевизионных центров) и для магистральных кабельных и радио релейных линий, обслуживающих весьма большие контингенты слушателей и зрителей, электроакустические показатели выбираются предельно высокими, а для распределительной и приемной сетей (усилительные станции проводного вещания, радиовещательные и телевизионные приемники) по экономическим соображениям – существенно более низкими. Вследствие массовости и больших суммарных мощностей усилителей распределительной и приемной сетей большое значение приобретает требование высокой энергетической эффективности. При этом методы и возможные пределы повышения этой эффективности определяются свойствами звукового сигнала.
Эскизный расчет УЗЧ
1) Определение примерного числа каскадов – 3 шт.
|
|
|
|
|
 | |||||||||||
 |  | |  | | |||||||
2) Распределение между каскадами линейно-частотных искажений.
Входной каскад: Мв=-3.5 дБ Мв=0.33
3) Распределение нелинейных искажений
Выходной каскад: Кг=0.7
Расчет оконечного каскада
Расчет амплитуды напряжения на нагрузке
Uнm=√(2RнPн)=30.9 В
расчет напряжения источника питания
Е=√(10PнRн)=70 В
3) расчет коэффициента использования напряжения питания
ξ=Uнm/0.5E=0.88
расчет амплитуды коллекторного тока
Iкm= Uнm/Rн=7.725 A
расчет максимального напряжения между коллектором и эмиттером
Uкэmax=E=70 В
расчет максимальной мощности, рассеиваемой на коллекторе одного транзистора в режиме В
Pkmax=E2/40Rн=30.6 Вт
Предельная частота оконечного транзистора
fh21э=(2..3)fв=36 кГц
По рассчитанным данным выберем транзисторы (VT10,VT11). Это будут транзисторы КТ818А и КТ819 соответственно.
Далее расчет будем проводить графическим методом (см. приложение)
Uкm= 33.25 В; Ikm=8.2 A; Pфак=136 Вт; Iбm=Ikm/h21э=0.41 А
Рассмотрим теперь выбор предоконечных транзисторов VT8 и VT9 и расчет их режимов работы.
Расчет амплитуды коллекторного тока
I`km=7IБm=2.87 A
Расчет допустимой величины тока покоя
I`0k=0.05 I`km=0.287 A
Расчет сопротивления резисторов R21 и R22
R21=R22=0.4/I`0k=1.39 Ом
Уточнение амплитуды коллекторного тока
I`km=Iбm+Uбэm/R21=1.9 А
Расчет рассеиваемой мощности на каждом предоконечном транзисторе при отсутствии сигнала
Pрас= I`0kЕ/2=10 Вт
Расчет максимальной величины рассеиваемой мощности
P`kmax= I`0kЕ/2+0.3Pн/h21э=11.8 Вт
По рассчитанным данным выберем транзисторы VT8 и VT9. Это будут транзисторы КТ816А и КТ817А соответственно.
Далее расчет будем проводить графическим методом (см. приложение)
U`кэmax= 70 В; I`km=0.98 A; I`бm=Ikm/h21э=0.14 А; I`Б0= I`0k/h21э=11 мА;
Uсм=U`бэ08+UR1+ U`бэ09=1.6 B; Iсм≥(2..3)I`бm=0.35 A
