11. Определяем входную мощность, необходимую для возбуждения выходного каскада - мощность, которую должен развивать предоконечный каскад: .

12. Рассчитываем входное сопротивление транзистора по переменному току за период сигнала:

.

13. Находим коэффициент усиления каскада по мощности:

или .

14. Определяем коэффициент нелинейных искажений сигнала. Для вычисления коэффициента гармоник следует рассчитать и построить сквозную динамическую характеристику, представляющую собой зависимость тока коллектора от ЭДС эквивалентного генератора вход­ного сигнала E.

Для построения сквозной динамической характеристики необходимо:

а) задаться внутренним сопротивлением эквивалентного генератора входного сигнала ;

б) отметить для нескольких точек нагрузочной прямой значения тока . Так, для точек А, P и B ток соответственно равен;;;

в) на графике входной характеристики отметить несколько точек, соответствующих выбранным точкам нагрузочной прямой, и определить в них величины и . Они равны: _,,,,

г) рассчитать значения ЭДС эквивалентного генератора входного сигнала для различных значений и по формуле:

.

Для выбранных точек получим:

Таким образом, току соответствует ЭДС ; току соответствует ЭДС ; току соответствует ЭДС ;

д) по полученным значениям в прямоугольной системе координат строим график зависимости (рис. 3.3.)

Рис.3.3. График зависимости тока в коллекторной цепи транзистора от напряжения эквивалентного генератора

Для того чтобы рассчитать коэффициент нелинейных искажений, нужно разделить рабочий участок на горизонтальной оси на четыре оди­наковые части и для пяти точек, ограничивающих эти части, определить зна­чения соответствующих им токов ,,,,. Тогда амплитуда первой гармоники тока коллектора подсчитывается по формуле:

;

Амплитуда второй гармоники тока:

;

Амплитуда третьей гармоники тока:

.

Коэффициент нелинейных искажений определяем но формуле:

.

0,95%1%.

15. Рассчитываем элементы цепочки термостабилизации. Падение напряжения на резисторе R равно , а ток, проходящий через этот резистор, равен:

,

.

Выбрав номинальное значение сопротивления резистора R11=10 Ом, находим мощность, рассеиваемую на этом резисторе:

.

Емкость конденсатора С6 находим по формуле:

,

где - нижняя частота заданного частотного диапазона усилителя.

16. Определяем сопротивления резисторов R8 и R9 делителя напряжения цепи базы. Принимаем падение напряжения на сопротивлении R10 фильтра:

Находим напряжение, подводимое к делителю:

.

Выбираем ток в цепи делителя:

.

Определяем R8 и R9 по формулам:

;

Выберем номинальные значения сопротивлений резисторов R8=820 Ом и R9=220 Ом; находим мощность, рассеиваемую на этих резисторах:

17. Находим элементы фильтра по формулам:

;

.

18. Определяем коэффициент трансформации выходного трансформатора:

.

19. Находим активные сопротивления первичной и вторичной обмотки выходного трансформатора:

;

.

20. Определяем индуктивность первичной обмотки выходного трансформатора с учетом допустимых частотных искажений на нижних частотах:

.

21. Находим КПД каскада:

.

3.3. Расчет предварительного каскада.

Принципиальная схема предварительного каскада усилителя, включенного по схеме с общим эмиттером, представлена на рис.2.2.

Исходные данные, полученные при расчёте оконечного каскада: амплитудные значения тока и напряженияна входе оконечного каскада, входное сопротивление оконечного каскада.

1. Выбираем транзистор. Для нормального режима работы транзистора необ­ходимо, чтобы допустимое напряжение меж­ду коллектором и эмиттером выбранного транзистора превышало напряжение питания: , а величина допустимого тока коллектора превышала входной ток последующего каскада не менее чем в 1,5....2 раза.

Выбираем транзистор П29 с параметрами: , ,,.

2. Определяем величину тока покоя в цепи коллектора по формуле:

.

3. Находим сопротивление нагрузки R6 в цепи коллектора:

.

Выбираем номинальное сопротивление резистора 820 Ом.

Мощность, рассеиваемая на резисторе R6, составляет:

.

4. Определяем сопротивление резистора R7 по формуле:

.

Выбираем сопротивление резистора 560 Ом.

Мощность, рассеиваемая на резисторе R7, равна:

.

5. Находим емкость конденсатора С4:

.

6. Находим напряжение между коллектором и эмиттером тран­зистора в режиме покоя:

.

7. В семей­стве выходных статических характеристик выбранного транзистора (рис. 3.4.), вклю­ченного по схеме с общим эмиттером, отмечаем положение рабочей точки с координатами Uкэр и Iкр. Найденному положению рабочей точки соответ­ствует ток базы Iбр. Полученное значение тока базы позволяет определить положение ра­бочей точки P на входной характеристике транзистора, снятой при Uкэ0 (рис. 3.5.), напряжение покоя участка база-эмиттерUбэp и входное сопротивление по переменному току транзистора рассчитываемого каскада Rвх.

Для нахождения необходимо провести касательную к точке покоя P и найти отношение MK/KP:

.

Рис.3.4. Выходные характеристики транзистора П29

Рис. 3.5. Входные характеристики транзистора П29

8. Определяем элементы делителя напряжения в цепи базы R4 и R5. Принимаем падение напряжения на сопротивлении R5 фильтра:

.

Находим напряжение, подводимое к делителю R4, R5:

.

Выбираем ток в цепи делителя из условия:

I_Д = 3I_БР = 3*0,225=0,675 мА .

Определяем значения сопротивлений резисторов R4 и R5 по формулам:

;

.

Выбираем сопротивление резисторов R4=2000 Ом, R5=9100 Ом.

Определяем рассеиваемую мощность на резисторах R4 и R5 по формулам:

;

.

9. Находим амплитудное значение тока на входе каскада:

.

10. Определяем коэффициент усиления каскада по напряжению на средних частотах по формуле:

,

где - входное сопротивление рассчитываемого каскада,- эквивалентное выходное сопротивление каскада, определяемое по формуле:

.

11. Находим минимальное значение коэффициента усиления каскада по мощности:

или дБ.

12. Емкость разделительного конденсатора С3, связывающего рассчитываемый каскад с последующим, находим по формуле:

.

Возьмем емкость, равную 56 мкФ.