Расчёт двухтактного усилителя

[dim111190]

И снова здравствуйте. Нашел схему усилителя, но формул для её расчет не нашёл ни в одной книге. в интернете ничего дельного не видел. Вот и решил обратиться.

Требуются именно ФОРМУЛЫ расчета и что откуда берётся, а не лекция о принципах работы, во всех книгах где я смотрел только она и описывается.

Вот схема:

[EMiq]

Изучите принципы работы усилителя и полупроводников, а формулы сможете тогда написать сами. По другому бесполезно, все равно запутаетесь. Методики расчёта уже обсуждались. Поищите внимательно.

[dim111190]

Ладно... Буду пытаться разобраться сам.

[ssc]

Ладно... Буду пытаться разобраться сам.

..правильное решение...

[B@R5uk]

[uquote="dim111190",url="/forum/viewtopic.php?p=3094955#p3094955"]Требуются именно ФОРМУЛЫ расчета и что откуда берётся[/uquote]Формулы для расчёта чего? Берётся откуда-то что? На более конкретные вопросы можно было бы дать более конкретный ответ.

А вообще, по усилителям есть замечательнейшая книжка Данилов А. А. - Прецизионные усилители низкой частоты [2004]. В одной из глав досконально разбираются все узлы топологии Лина (а именно она тут у вас и изображена, правда в предельно упрощённом варианте).

[Phlanger]

Да бросьте вы, в самом деле. Тут симптомами ажъ за версту разит.

[As]

... симптомами ажъ за версту разит.

Сейчас на работе наблюдаю нескольких парней с подобными симптомами, явно в школе учиться было лень, а сейчас пытаются понять относительно сложные вещи, не зная основ... И как таким помогать? Заново втолковывать учебник физики?
А самое печальное то, что уровень знаний снижается с каждым годом, школьники ничего не желают учить, а старики начинают понемногу забывать то, что знали... Скоро молодёжь "Закон Божий" лучше физики будет знать, поможет ли это становлению "новой России", большой вопрос...

[ssc]

..мля, по-хорошему, тут все считаетцо за пару-тройку часов или даже меньше...а литературы в инете навалом, тот же Варакин..а уж если с симуляторами дружишь, так ваще можно ничего и не считать..

[As]

Обсчитать этот усилитель можно, зная закон Ома и имея немного здравого смысла... Симулятор сосчитает лучше - но не так наглядно...

[Phlanger]

> за пару-тройку часов
шо?!
вы это бугага три часа будете обсчитывать? и это после всех надуваний Щщочег...

[As]

Три часа без использования компьютера - реальная цифра... Нужно же ещё полистать бумажный справочник, посмотреть характеристики конкретных типов применённых транзисторов, подставить в формулу, сосчитать "в столбик"... Разумеется, в наше время так никто делать не будет, компьютеры и программы симуляции всё значительно упростили и ускорили... Помнится, я рассчитывал какой-то фильтр на компьютере "Вектор-06Ц", так расчёт шел целую ночь, около десяти часов - сейчас даже более сложная схема считается почти мгновенно...

[dim111190]

Господа! Вообще-то я ещё учусь в школе(заканчиваю 9-ый класс). А по поводу физики - я листал учебник, но по полупроводникам там было чуть-чуть(самый маленький параграф в учебнике).

Именно ЭТА схема вызывает сложности:
1) Резистор R5
2) Цепь R4-C2

Читать - я не против.

Хотя-бы список литературы дали, а то на что ни натыкаюсь - про подобного типа усилители написано очень скудно.

А об эмуляторах - я им не доверяю, предпочитаю делать на бумаге с помощью калькулятора.

P.S. И закон ома для участка цепи мне известен.

[EMiq]

Схема стандартная. В сундуке книги Д.Селфа и Шкритека на русском. R5 обычно от 2 до 5 кОм. Ku= R5/R4+1. C2 определяет нижнюю частоту пропускания по цепи обратной связи, С1 по входу, С3 - по сопротивлению нагрузки. Если R5=5.1 кОм, общее усиление около 30, то R4=160-180 Ом. Емкость C2 = 100-220 мкФ. На эмиттерах выходных транзисторов Uпит. /2 . На открытом переходе ЭБ кремниевого транзистора падает 0.65В, на ЭБ кремниевого дарлингтона около 1.15-1.2В. R7 зависит от тока T2 и напряжения питания. Ток T2 для схемы около 5-7 мА. Ток первого каскада обычно 0.3-0.5 мА. Точнее даст расчет и моделирование. Прикидочный расчет подобной схемы по Закону Ома около 10-15 минут. Еще используется знание 1-го и 2-го Закона Киргофа, а также свойства и вольт-амперная характеристика диода и транзистора. Ниже готовые решения для справки. Посмотрите также в разделе Теория на форуме о работе основных транзисторных каскадов.

[Phlanger]

[uquote="dim111190",url="/forum/viewtopic.php?p=3096053#p3096053"]список литературы[/uquote]
1) Титце и Шенк



2) Горовитц и Хилл



Ну и дальше что попало... Bob Cordell



Шкритек



John наш Linsley эдакий Hood, это вообще легендарная личность... у меня где-то валяется его статья годика так 1940-го примерно, таки про уселятили



вот занятные книжъки
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/K/KARTER_Br ... er_B..html
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/P/PIZ_Rober ... _R.A..html - у этого аффтора вроде было и ещё несколько годных книг

вот небесполезно глянуть
http://mexalib.com/view/15136

...и всё это читать днём и ночью, вдоль и поперёк, в метре и в кровати с дамой... лет через пять уже будут и реальные результаты. Проверено.
...только не надо мне тут шуметь, что вы не читаете по-английски. Я этой мове тоже ни секунды в жизни не учился - однако жъ читаю. Приходится.

[dim111190]

Спасибо! Вот теперь можно браться за дело.

[IRMADE]

[uquote="dim111190",url="/forum/viewtopic.php?p=3094955#p3094955"]Требуются именно ФОРМУЛЫ расчета и что откуда берётся, а не лекция о принципах работы, во всех книгах где я смотрел только она и описывается.[/uquote]

Наиболее приближённый к практике расчёт БТУ (бестрансформаторных усилителей мощности) - у Л.Е. Варакина Москва "Радио и связь", 1984. Там же можно увидеть, откуда брали один и тот же прототип наши доблестные разработчики 70-х - 80-х годов.

[dim111190]

Решил не создавать новую тему, а продолжить существующую.
В результате всех проведенных мною расчетов я все-же определился, что усилитель буду собирать по немного другой схеме. Чистая схема Лина для меня так и осталась пока непокорённой. Вот что я нашел и рассчитал под себя:


НО! То ли я криворукий, то ли я неправильно все рассчитал(в очередной раз...), но MicroCAP в исследовании переходных процессов рисует ужасную синусоиду со срезом в положительном полупериоде.

Как рассчитывал:
Выходная мощность - 10 Вт (Pвых)
Нагрузка - 4 Ом (Rн)

1) Uвых = корень(2*Pвых*Rн) = 8,9 В = 9 В

Следовательно питание(Ek) = 9*2 + 2...7 = 25 В

2) Iвых = корень(2*Pвых/Rн) = 2,24 А

h21э у ГТ703Б - беру среднее геометрическое - примерно 70 => Iб = 2.24 / 70 = 32 мА

Отсюда R4 = R5 = (Ek-0.6)/Iб = 762 Ом => 770 Ом

3) h21э у МП41 и МП38 - беру среднее геометрическое - примерно 67

Iб у Т2 и Т3 = 0,032 / 67 = 4,776119402985074626865671641791e-4(Если я правильно понимаю это примерно 500 мкА)

R2 = (Ek/2-1.2)/(2*500 мкА) = 12 кОм
R3 = 0.6 / 1 мА = 600 Ом
R1 = (Ek/2-0.6)/(1 мА / 67) = 800 кОм

C2 = 1/(2*3.14*Fн*Rн) = 1/(2*3.14*25*4) = 0,00159235668789808917197452229299 ( Если правильно понимаю это где-то 15000 мкФ)


Кто-нибудь, пожалуйста, ткните меня носом в мою ошибку!

[EMiq]

Срез верхней полуволны по причине ограничения тока базы транзистора Т2 по мере роста напряжения выхода вверх относительно половины питания в рабочей точке выхода и земляного провода.. Я привожу рассуждения для данной топологии, которая может быть как с положительным питанием , так и с отрицательным. Это зависит от типов проводимости примененных транзисторов и принципиального значения не имеет. Вы значение R2 выбирали при значении выхода равном половине питания, когда нет сигнала выхода. Напряжение на базе Т2 будет равно напряжению выхода плюс падение напряжения на двух переходах БЭ германиевых транзисторов. Это падение на переходах БЭ будет примерно 0.35В для мощного транзистора и 0.15 вольт для маломощного - всего около 0.5 вольт. Тогда в верхней точке выхода при максимальной амплитуде в верх, к значению Ек, например 25В/2 +9 = 21.5 Вольт, напряжение на базе Т2 будет соответственно 21.5+0.5=22 вольт. Тогда максимальное значение резистора R2 для обеспечения тока базы транзистора Т2 и тока транзистора Т1 будет (25В-22В)/(0.5мА+Ik(T1)). Ток каскада на Т1 должен быть в несколько раз больше токов базы Т2 и Т3, т.е. около 4 мА. Тогда суммарный ток в данной цепи около 5 мА. Значит значение R2 не более 3В/5 мА= 600 Ом. В результате, при отсутствие сигнала на входе ток транзистора Т1 составит , без учета цепи смещения выхода, 12.5/600= 20.8 мА, а мощность рассеивания на транзисторе Т1 =12.5В*20.8 мА= 260 мВт, что очень много. Поэтому подобные схемы содержат вольтдобавку с выхода усилителя в точку соединения двух резисторов (поделенный резистор R2). Тогда суммарный резистор R2a и R2b имеет номинал 12.5 В/ 5мА= 2.5 кОм.Обычно разбивают верх 300 Ом низ 2.2 кОм.(можно 510 Ом и 2 ком) Емкость вольтдобавки 20-50мкФ. Емкость на выходе достаточно 2000мкФ для нагрузки 4 ом и полосы снизу 30-50Гц. Использование только резистора R1 плохое решение из-за температурной нестабильности рабочей точки усилителя в целом и разброса усиления транзистора Т1 по току базы. Микрокап Вам показывает ошибки схемотехники и расчета, а также работу схемы в динамике. Я привел прикидочный расчет на основе Закона Ома и работы подобной схемы.
У Вас Т4 и Т5 разной проводимости на схеме!!!! Должна быть как у Т4. Полярность С2 тоже изменить на обратную. Данная схема- инвертирующий усилитель ( аналогия с ОУ), поэтому усиление зависит от сопротивления источника сигнала и номинала резистора R1. Данная схема очень сырая. Только для изучения и моделирования процессов.

[dim111190]

Спасибо за ваше пояснение! Теперь более-менее понятно. А то, что схема сыровата, не помешало ей работать в советском приемнике прямого усиления(как назывался не знаю, осталась только плата), оттуда и срисовал.

[EMiq]

В приёмнике прямого усиления мощность выхода обычно 50-100мвт. Для этой мощности , до 500 мВт, схема не критична. Вы же планируете 10 Вт. Это уже совсем другой подход. В приложении два промышленных устройства из справочника. На выбор.