Предварительный расчет выходного каскада УНЧ.

Известно большое число различных схем УНЧ с бестрансформаторным выходом. Схемы выходных каскадов УНЧ отличаются по типу проводимости транзисторов, способом их включения, режимом работы (АВ или В), а также видом связи с предварительным каскадом усиления и нагрузкой.

При этом важны следующие рекомендации:

- для мощностей выше 50 мВт, необходимо применять двухтактную схему, режим (АВ или В), с мощностью транзисторов (малая, средняя или большая), исходя из значения Р _вых;

- высокие качественные показатели имеют выходные каскады, в которых применяют комплементарные пары;

- режим В имеет высокий КПД (η = 0, 6÷ 0, 7), однако в этом режиме большие нелинейные искажения.

Выходя из этого, преимущество следует отдать приведенным на (рис.2, а, б) схемам бестрансформаторных выходных каскадов усиления на транзисторах и режиму АВ. Режим усиления АВ имеет меньшие искажения сигнала, чем режим В. Электропитание такого каскада возможно от однополярного источника. В этом случае нагрузка подключается через разделительный конденсатор большой емкости.

Транзисторы выходного каскада выбирают по величине максимально допустимой мощности, которая рассеивается на его коллекторе – Р _{к max}, максимальному току коллектора – I _{к max}, максимальному допустимому напряжению между коллектором и эмиттером – U _{кэ max}, а также частотным особенностям f _h21Э = f _гр ∕ h _21Э – предельной частоте усиления тока транзистором, на которой h _21Э уменьшается в раз. Граничная частота транзистора (f _гр) приводится в справочнике и соответствует частоте, на которой │ h _21Э│ =1. При этом должны выполняться следующие условия:

Р _{к max} ≥ (0, 25÷ 0, 3) Р _вых;

I _{к max} ≥ (2 Р _вых / R _н)^1/2;

f _h21Э ≥ (2÷ 3) f _в;

U _{кэ max} ≥ 2 E _к.

Напряжение источника питания – E _к выбирают из условия:

2 U _{кэ max} ≥ E _к ≥ 2(U _нач + U _{m вых}),

где U _нач (0, 5 ÷ 2)В – коллекторное напряжение, при котором транзистор входит в режим насыщения (определяется из статических характеристик выбранного транзистора); U _{m вых} = U _mн = (2 Р _вых · R _н)^1/2 – амплитуда выходного напряжения.

Величина напряжения питания выбирается из ряда номинальных значений по большему значению (см.табл. 2).

Таблица 2

Ряд номинальных значений напряжения питания

По найденным значениям Р _{к max}, I _кmax, U _{кэ max}, f _h21Э выбираем из табл. 1, приложения 2, транзисторы выходного каскада, составляющие p-n-p и n-p-n пару, с близкими по значению параметрами (отличия не должны быть более 5…10%) и идентичными характеристиками. Транзисторы следует выбирать с максимально возможным коэффициентом передачи тока. Не рекомендуется применять транзисторы с излишне большим запасом мощности. Не следует также применять высокочастотные транзисторы в схемах, где могут работать низкочастотные.