Автор: Войшвилло Г. В., Караванов В. И., Краева В. Я., Мовшович М. Е., Новиков С. А.
Название: Проектирование усилительных устройств на транзисторах. Учебное пособие для вузов
Издательство: М:, Связь
Год: 1972
Страниц: 184
Формат: DJVU
Размер: 5 МБ
В настоящем учебном пособии приводится методика проектирования усилительных устройств звуковой частоты на транзисторах. Большое внимание уделено расчету бестрансформаторных усилителей, а также цепям стабилизации режима и обратной связи. Проектирование транзисторных широкополосных и импульсных усилителей рассмотрено применительно к схемам с высокочастотной эмиттерной и низкочастотной коррекциями. Книга рассчитана на студентов институтов связи и радиотехнических факультетов, а также инженеров-проектировщиков радиоэлектронной аппаратуры.
Содержание:
Предисловие 6
Основные обозначения 7
Глава 1. Общие сведения о проектировании усилителей 12
§ 1.1. Техническое задание 12
§ 1.2. Последовательность проектирования 14
1.2.1. Выбор структурной схемы усилителя звуковой частоты 14
1.2.2. Порядок расчета усилителя звуковой частоты 16
1.2.3. Выбор схемы и порядок расчета широкополосных и импульсных усилителей 16
Глава 2. Расчет оконечных двухтактных трансформаторных каскадов 18
§ 2.1. Выбор схемы оконечного каскада. Исходные данные для расчета 18
§ 2.2. Схемы двухтактных оконечных трансформаторных каскадов 19
§ 2.3. Расчет теплового режима транзисторов 23
2.3.1. Обоснование расчета 23
2.3.2. Порядок расчета 24
§ 2.4. Расчет режима работы транзисторов 25
§ 2.5. Расчет элементов температурной стабилизации режима 26
§ 2.6. Расчет оконечных каскадов большой мощности 30
§ 2.7. Электрический расчет выходных трансформаторов 31
Глава 3. Расчет однотактных предоконечных трансформаторных каскадов 32
§3.1. Схемы предоконечных каскадов 32
§ 3.2. Расчет режима работы транзисторов 33
§ 3.3. Расчет параметров цепи смещения 36
§ 3.4. Расчет входного и выходного сопротивлений, нелинейных искажений и глубины обратной связи 40
3.4.1. Обоснование метода расчета 40
3.4.2. Порядок расчета 41
§ 3.5. Расчет электрических параметров фазоинверсного трансформатора и емкости конденсатора СЕ 43
Глава 4. Конструктивный расчет трансформаторов звуковой частоты 44
§4.1. Выбор типа трансформатора 44
§ 4.2. Выбор магнитного материала для сердечника трансформатора 45
§ 4.3. Выбор и расчет размеров сердечника 47
4.3.1. Расчет сердечника трансформатора, работающего без посто¬
янного подмагничивания 47
4.3.2. Расчет сердечника трансформатора, работающего с постоянным подмагничиванием 49
§ 4.4. Расчет обмоток трансформатора 51
4.4.1. Расчет чисел битков обмоток 51
4.4.2. Расчет диаметров проводов и уточнение величины индуктивности L1 51
4.4.3. Расположение обмоток и расчет их размещения 52
4.4.4. Расчет индуктивности рассеяния 55
Глава 5. Расчет каскадов предварительного усиления звуковой частоты 56
§5.1. Схемы резисторных каскадов 56
§ 5.2. Расчет резисторных каскадов 59
5.2.1. Общие рекомендации 59
5.2.2. Порядок расчета последнего резисторного каскада 59
5.2.3. Порядок расчета эмиттерного повторителя 62
5-2.4. Расчет промежуточных каскадов предварительного усиления 65
5.2.5. Расчет входной цепи с резистивно-емкостной связью 65
5.2.6. Порядок расчета входной цепи с трансформаторной связью 66
5.2.7. Регулировка усиления 66
§ 5.3. Расчет сложной схемы термостабилизации режима работы оконечных транзисторов 67
5.3Л. Получение расчетных соотношений для схемы термостабилизации 67
5.3.2. Порядок расчета схемы 69
Глава 6. Расчет бесгрансформаторных усилителей 72
§6.1. Схемы бестрансформаторных усилителей 72
6.1.1. Усилитель с параллельным возбуждением однофазным напряжением одиночных оконечных транзисторов 72
6.1.2. Усилитель с параллельным возбуждением однофазным напряжением составных оконечных транзисторов 73
§ 6.2. Виды и основные свойства составных транзисторов 75
§ 6.3. Расчет бестрансформаторного усилителя с одиночными транзисторами в оконечной схеме 76
6.3.1. Порядок расчета режима работы, оконечных транзисторов 76
6.3.2. Обоснование расчета режима работы предоконечного транзистора Т1 78
6.3.3. Порядок расчета режима работы предоконечного транзистора 80
§ 6.4. Расчет бестрансформаторного усилителя с составными транзисторами в оконечной схеме 82
6.4.1. Порядок расчета режима работы оконечной схемы на составных транзисторах 82
6.4.2. Порядок расчета режима работы предоконечного транзистора 85
§ 6.5. Расчет элементов стабилизации режима усилителя 87
6.5.1. Выбор системы стабилизации 87
6.5.2. Порядок расчета режима транзистора Тр и гальванической
обратной связи, охватывающей три каскада (рис. 6.1) 92
6.5.3. Порядок расчета гальванической обратной связи, охватывающей два каскада (рис. 6.2) 93
6*5.4. Порядок расчета элементов цепи смещения оконечных транзисторов 93
6.5.5. Расчет потребляемого тока 95
§ 6.6. Расчет входного и выходного сопротивлений и нелинейных искажений 95
6.6.1. Порядок расчета коэффициента гармоник и других показателей при охвате обратной связью двух каскадов (рис. 6.2) 95
6.6.2. Порядок расчета коэффициента гармоник и других показателей при охвате обратной связью трех каскадов (рис. 6.1) 97
Глава 7. Расчет цепей обратной связи и частотных характеристик транзисторных усилителей 99
§ 7.1. Расчет элементов цепей обратной связи 99
7.1.1. Схемы цепей обратной связи 99
7.1.2. Порядок расчета цепей обратной связи 101
§ 7.2. Изменение параметров, вызванное влиянием обратной связи 103
§ 7.3. Расчет частотных и фазовых характеристик усилителей в областинижних частот 104
§ 7.4. Расчет частотных и фазовых характеристик усилителей в областиверхних частот 107
§ 7.5. Расчет частотных и фазовых характеристик усилителей с обратной связью 110
§ 7.6 Особенности расчета частотных и фазовых характеристик сложных схем 113
7 6.1. Особенности схем и расчетных соотношений 113
7.6.2. Порядок расчета характеристик 114
Глава 8. Расчет промежуточных каскадов широкополосных и импульсных усилителей 116
§8.1. Общие соображения 116
§ 8.2. Схемы промежуточных каскадов 118
§ 8.3. Определение коэффициента усиления и числа промежуточных каскадов 122
8.3.1. Промежуточные каскады ОЭ с эмиттерной коррекцией 122
8.3.2. Промежуточные каскады ОЭ без коррекции 126
§8 4. Расчет элементов, относящихся к области верхних частот (малых времен) 127
8.4.1. Исходные данные 127
8.4.2. Порядок расчета каскадов с эмиттерной коррекцией и без нее 128
§ 8.5. Расчет элементов стабилизации режима 130
8.5.1. Исходные данные 130
8.5.2. Порядок расчета параметров нестабильности 131
8.5.3. Расчет элементов эмиттерной стабилизации 132
8.5.4. Расчет эмиттерно-коллекторной стабилизации 132
§ 8.6 Расчет элементов, относящихся к области нижних частот (больших времен) 133
8.6.1. Исходные данные 133
8.6.2. Порядок расчета конденсаторов Ср, Се и Cеs каскадов без низкочастотной коррекции 136
8 6.3. Порядок расчета конденсаторов Ср, СЕ, Cеs и Сf каскадов усилителя с низкочастотной коррекцией 138
Глава 9. Расчет оконечных и входных каскадов широкополосных и импульсных усилителей 142
§ 9.1. Схемы оконечных каскадов 142
§ 9.2 Порядок расчета оконечного каскада по схеме ОЭ 143
9.2.1. Исходные данные 143
9.2.2. Порядок расчета режима работы транзистора при гармоническом и двухполярном импульсном сигнале 144
9.2.3. Порядок расчета режима при однополярном импульсном сигнале 147
9.2.4. Расчет элементов, относящихся к области верхних частот (малых времен) 147
9.2.5. Расчет элементов, относящихся к области нижних частот (больших времен) 148
§ 9.3 Расчет оконечного каскада по схеме эмиттерного повторителя 149
9.3.1. Исходные данные. Расчет режима работы транзистора 149
9.3.2. Расчет элементов, относящихся к области верхних частот (малых времен) 150
9.3.3. Расчет элементов, относящихся к области нижних частот (больших времен) 151
§ 9.4. Расчет элементов коррекции искажений входной цепи 151
9.4.1. Особенности работы входного каскада 151
9.4.2. Расчет элементов входного каскада в области верхних частот (малых времен) 152
9.4.3. Расчет элементов коррекции искажений, вносимых входной
цепью и входным каскадом 153
9.4.4. Расчет элементов, относящихся к области нижних частот
(больших времен) 154
Глава 10. Расчет цепей питания 155
§ 10.1. Особенности цепей питания транзисторных усилителей 155
§ 10.2. Схемы включения межкаскадных фильтров 157
§ 10.3. Расчет элементов фильтра 159
10.3.1. Обоснование расчета 159
10.3.2. Порядок расчета элементов фильтра 161
Приложения: 163
Основные обозначения 7
Глава 1. Общие сведения о проектировании усилителей 12
§ 1.1. Техническое задание 12
§ 1.2. Последовательность проектирования 14
1.2.1. Выбор структурной схемы усилителя звуковой частоты 14
1.2.2. Порядок расчета усилителя звуковой частоты 16
1.2.3. Выбор схемы и порядок расчета широкополосных и импульсных усилителей 16
Глава 2. Расчет оконечных двухтактных трансформаторных каскадов 18
§ 2.1. Выбор схемы оконечного каскада. Исходные данные для расчета 18
§ 2.2. Схемы двухтактных оконечных трансформаторных каскадов 19
§ 2.3. Расчет теплового режима транзисторов 23
2.3.1. Обоснование расчета 23
2.3.2. Порядок расчета 24
§ 2.4. Расчет режима работы транзисторов 25
§ 2.5. Расчет элементов температурной стабилизации режима 26
§ 2.6. Расчет оконечных каскадов большой мощности 30
§ 2.7. Электрический расчет выходных трансформаторов 31
Глава 3. Расчет однотактных предоконечных трансформаторных каскадов 32
§3.1. Схемы предоконечных каскадов 32
§ 3.2. Расчет режима работы транзисторов 33
§ 3.3. Расчет параметров цепи смещения 36
§ 3.4. Расчет входного и выходного сопротивлений, нелинейных искажений и глубины обратной связи 40
3.4.1. Обоснование метода расчета 40
3.4.2. Порядок расчета 41
§ 3.5. Расчет электрических параметров фазоинверсного трансформатора и емкости конденсатора СЕ 43
Глава 4. Конструктивный расчет трансформаторов звуковой частоты 44
§4.1. Выбор типа трансформатора 44
§ 4.2. Выбор магнитного материала для сердечника трансформатора 45
§ 4.3. Выбор и расчет размеров сердечника 47
4.3.1. Расчет сердечника трансформатора, работающего без посто¬
янного подмагничивания 47
4.3.2. Расчет сердечника трансформатора, работающего с постоянным подмагничиванием 49
§ 4.4. Расчет обмоток трансформатора 51
4.4.1. Расчет чисел битков обмоток 51
4.4.2. Расчет диаметров проводов и уточнение величины индуктивности L1 51
4.4.3. Расположение обмоток и расчет их размещения 52
4.4.4. Расчет индуктивности рассеяния 55
Глава 5. Расчет каскадов предварительного усиления звуковой частоты 56
§5.1. Схемы резисторных каскадов 56
§ 5.2. Расчет резисторных каскадов 59
5.2.1. Общие рекомендации 59
5.2.2. Порядок расчета последнего резисторного каскада 59
5.2.3. Порядок расчета эмиттерного повторителя 62
5-2.4. Расчет промежуточных каскадов предварительного усиления 65
5.2.5. Расчет входной цепи с резистивно-емкостной связью 65
5.2.6. Порядок расчета входной цепи с трансформаторной связью 66
5.2.7. Регулировка усиления 66
§ 5.3. Расчет сложной схемы термостабилизации режима работы оконечных транзисторов 67
5.3Л. Получение расчетных соотношений для схемы термостабилизации 67
5.3.2. Порядок расчета схемы 69
Глава 6. Расчет бесгрансформаторных усилителей 72
§6.1. Схемы бестрансформаторных усилителей 72
6.1.1. Усилитель с параллельным возбуждением однофазным напряжением одиночных оконечных транзисторов 72
6.1.2. Усилитель с параллельным возбуждением однофазным напряжением составных оконечных транзисторов 73
§ 6.2. Виды и основные свойства составных транзисторов 75
§ 6.3. Расчет бестрансформаторного усилителя с одиночными транзисторами в оконечной схеме 76
6.3.1. Порядок расчета режима работы, оконечных транзисторов 76
6.3.2. Обоснование расчета режима работы предоконечного транзистора Т1 78
6.3.3. Порядок расчета режима работы предоконечного транзистора 80
§ 6.4. Расчет бестрансформаторного усилителя с составными транзисторами в оконечной схеме 82
6.4.1. Порядок расчета режима работы оконечной схемы на составных транзисторах 82
6.4.2. Порядок расчета режима работы предоконечного транзистора 85
§ 6.5. Расчет элементов стабилизации режима усилителя 87
6.5.1. Выбор системы стабилизации 87
6.5.2. Порядок расчета режима транзистора Тр и гальванической
обратной связи, охватывающей три каскада (рис. 6.1) 92
6.5.3. Порядок расчета гальванической обратной связи, охватывающей два каскада (рис. 6.2) 93
6*5.4. Порядок расчета элементов цепи смещения оконечных транзисторов 93
6.5.5. Расчет потребляемого тока 95
§ 6.6. Расчет входного и выходного сопротивлений и нелинейных искажений 95
6.6.1. Порядок расчета коэффициента гармоник и других показателей при охвате обратной связью двух каскадов (рис. 6.2) 95
6.6.2. Порядок расчета коэффициента гармоник и других показателей при охвате обратной связью трех каскадов (рис. 6.1) 97
Глава 7. Расчет цепей обратной связи и частотных характеристик транзисторных усилителей 99
§ 7.1. Расчет элементов цепей обратной связи 99
7.1.1. Схемы цепей обратной связи 99
7.1.2. Порядок расчета цепей обратной связи 101
§ 7.2. Изменение параметров, вызванное влиянием обратной связи 103
§ 7.3. Расчет частотных и фазовых характеристик усилителей в областинижних частот 104
§ 7.4. Расчет частотных и фазовых характеристик усилителей в областиверхних частот 107
§ 7.5. Расчет частотных и фазовых характеристик усилителей с обратной связью 110
§ 7.6 Особенности расчета частотных и фазовых характеристик сложных схем 113
7 6.1. Особенности схем и расчетных соотношений 113
7.6.2. Порядок расчета характеристик 114
Глава 8. Расчет промежуточных каскадов широкополосных и импульсных усилителей 116
§8.1. Общие соображения 116
§ 8.2. Схемы промежуточных каскадов 118
§ 8.3. Определение коэффициента усиления и числа промежуточных каскадов 122
8.3.1. Промежуточные каскады ОЭ с эмиттерной коррекцией 122
8.3.2. Промежуточные каскады ОЭ без коррекции 126
§8 4. Расчет элементов, относящихся к области верхних частот (малых времен) 127
8.4.1. Исходные данные 127
8.4.2. Порядок расчета каскадов с эмиттерной коррекцией и без нее 128
§ 8.5. Расчет элементов стабилизации режима 130
8.5.1. Исходные данные 130
8.5.2. Порядок расчета параметров нестабильности 131
8.5.3. Расчет элементов эмиттерной стабилизации 132
8.5.4. Расчет эмиттерно-коллекторной стабилизации 132
§ 8.6 Расчет элементов, относящихся к области нижних частот (больших времен) 133
8.6.1. Исходные данные 133
8.6.2. Порядок расчета конденсаторов Ср, Се и Cеs каскадов без низкочастотной коррекции 136
8 6.3. Порядок расчета конденсаторов Ср, СЕ, Cеs и Сf каскадов усилителя с низкочастотной коррекцией 138
Глава 9. Расчет оконечных и входных каскадов широкополосных и импульсных усилителей 142
§ 9.1. Схемы оконечных каскадов 142
§ 9.2 Порядок расчета оконечного каскада по схеме ОЭ 143
9.2.1. Исходные данные 143
9.2.2. Порядок расчета режима работы транзистора при гармоническом и двухполярном импульсном сигнале 144
9.2.3. Порядок расчета режима при однополярном импульсном сигнале 147
9.2.4. Расчет элементов, относящихся к области верхних частот (малых времен) 147
9.2.5. Расчет элементов, относящихся к области нижних частот (больших времен) 148
§ 9.3 Расчет оконечного каскада по схеме эмиттерного повторителя 149
9.3.1. Исходные данные. Расчет режима работы транзистора 149
9.3.2. Расчет элементов, относящихся к области верхних частот (малых времен) 150
9.3.3. Расчет элементов, относящихся к области нижних частот (больших времен) 151
§ 9.4. Расчет элементов коррекции искажений входной цепи 151
9.4.1. Особенности работы входного каскада 151
9.4.2. Расчет элементов входного каскада в области верхних частот (малых времен) 152
9.4.3. Расчет элементов коррекции искажений, вносимых входной
цепью и входным каскадом 153
9.4.4. Расчет элементов, относящихся к области нижних частот
(больших времен) 154
Глава 10. Расчет цепей питания 155
§ 10.1. Особенности цепей питания транзисторных усилителей 155
§ 10.2. Схемы включения межкаскадных фильтров 157
§ 10.3. Расчет элементов фильтра 159
10.3.1. Обоснование расчета 159
10.3.2. Порядок расчета элементов фильтра 161
Приложения: 163