Calculul unui Amplificator de Frecvență Joasă Fără Transformator la Ieșire

Lucrare de an

Tema: Calculul unui amplificator de frecvenţă joasă fără transformator la ieşire.

Scopul lucrării: Montarea teoretică a unui amplificator de frecvenţă joasă cu tranzistori de putere ridicată.

Date iniţiale:

Pieş Rs fj fs Mj dat Ms dat ka adm S Esurs Rsurs Tmin Tmax

W Hz kHz dB dB % dB mV  °C °C

15 10 30 30 -3 -3 1 5 3.5 1 -30 +50

unde:

Pieş – Puterea utilă în sarcină, W

Rs – Rezistenţa ohmică a sarcinii, Ω

fj – Frecvenţa limită inferioară a benzii de frecvenţă lucrătoare, Hz

fs – Frecvenţa limită superioară a benzii de frecvenţă lucrătoare, kHz

Mj dat – Distorsiunile AF admisibile la frecvenţa limită inferioară, dB

Ms dat – Distorsiunile AF admisibile la frecvenţa limită superioară, dB

ka adm – Distorsiunile neliniare admisibile, %

S – Diapazonul dinamic al semnalului de intrare, dB

Esurs – FEM a sursei de semnal, mV

Rsurs – Rezistenţa ohmică a sursei de semnal, kΩ

Tmin – Temperatura lucrătoare minimă a mediului ambiant, ˚C

Tmax – Temperatura lucrătoare maximă a mediului ambiant, ˚C

Capitolul 1

Noţiuni teoretice

1.1 Noţiuni generale despre amplificatoare de semnal de frecvenţă joasă fără transformator la ieşire

În canalele de modulaţie în frecvenţă (în canale postdetectoare) contemporane de emisie şi dispozitivelor radioreceptoare profesionale, dar deasemenea şi în diverse dispozitive de înregistrare, o utilizare foarte largă îşi găsesc ASFJFT de calitate înaltă echipate cu tranzistoare bipolare şi cu tranzistoare cu efect de câmp (TEC), realizate în mod discret, integral sau mixt, cu puteri de ieşire de la zecimi de watt până la 20-50W.

Ele se caracterizează printr-o stabilitate înaltă în regim de curent continuu, stabilitatea coeficientului de amplificare şi a tensiunii semnalului de ieşire, distorsiuni liniare şi neliniare mici (de fază şi frecvenţă), nivel mic al zgomotului propriu, un mare diapazon dinamic şi de asemenea gabarit, masă şi preţ redus.

Caracteristicile înalte ale acestor amplificatoare se asigură prin alegerea soluţiilor optimale ale schemelor electrice şi regimurilor de lucru a etajelor, utilizarea elementelor termodependente şi a reţelelor de reacţie locală şi globală în curent şi tensiune atît după semnal cît şi după alimentare.

ASFJFT se deosebesc de cele cu transformator în general prin particularităţile de construcţie şi calcul a etajelor finale şi prefinale. Aceste deosebiri sînt determinate de conectarea fără transformator a sarcinii externe la tranzistoarele de ieşire ale acestor amplificatoare. Principalele caracteristici ale amplificatoarelor multietaj fără transformator în mare parte sînt determinate anume de proprietăţile etajelor de ieşire.

Schema de structură generală a unui canal de amplificare cu ASFJFT poate fi considerată ca cea arătată în figura a, unde APSFJ- amplificator de putere de semnal de frecvenţă joasă; BRAP- bloc de reglare şi amplificare preventivă.

Numărul total de etaje a amplificatoarelor fără transformator depinde de utilizarea concretă a amplificatorului respectiv.

De remarcat că baza tuturor variantelor posibile de amplificatoare fără transformator o formează amplificatoarele de putere de frecvenţă joasă (APFJ) cu legături galvanice între etaje şi cu legături galvanice sau capacitive cu sarcina externă, cuprinse de o reţea de reacţie negativă globală (RRNG). Anume această RRN în general asigură un nivel înalt al indicilor APFJ.

În raport cu ieşirea RRN se execută paralel, adică în tensiune (în curent continuu şi în curent alternativ), ce este dictat de necesitatea stabilizării tensiunii de ieşire şi de micşorarea rezistenţei de ieşire a APFJ.

În raport cu intrarea RRN se execută paralel sau serie şi depinde de numărul de etaje ale APFJ şi de posibilitatea acestor etaje de a defaza sau nu semnalul amplificat. Numărul de etaje a APFJ în majoritatea cazurilor nu depăşeşte 2-3, deoarece în cazul cuprinderii cu o RRNG a unui număr mai mare de 3 etaje este dificilă asigurarea unei funcţionări stabile a APFJ. Cu toate acestea, trebuie de remarcat că stabilitatea funcţionării în asemenea cazuri în principiu poate fi asigurată prin conectarea în APFJ a unor circuite speciale de corecţie.

În caz general semnalul sursei cu o tensiune electromotoare Esurs şi cu o impedanţă internă Rg (spre exemplu de la detectorul dispozitivului de radiorecepţie) se aplică la intrarea APFJ printr-un bloc de reglare al volumului şi tembrului semnalului şi al amplificării preventive al acestuia (BRAP). Blocul sus numit permite reglarea şi asigurarea unei puteri necesare a semnalului Pieş pe sarcina externă Rs a APFJ (spre exemplu un megafon electrodinamic, difuzor, etc.) şi a unei CAF necesară care influenţează tembrul sunetului. BRAP se simplifică până la reglatorul de amplificare (sau complet se exclude dacă acesta nu este prevăzut de sarcina de proiectare).