Понимаем усилитель

[alkarn]

Да сколько угодно. Читай профессиональные книги - Гершунский Справочник по расчету электронных схем, Цыкина Проектирование транзисторных усилителей низкой частоты - это очень древние книги, но по сути ничего не изменилось.

[АндрейАвербах]

Почитал маленько про двухтактные бестрансформаторные УНЧ. Понял что работают в режиме AB и каждый транзистор усиливает свою половину сигнала, и что без смещения возникают искажения типа "ступенька". С искажениями борются методом подачи смещения примерно по такой схеме
Схему начертил я сам в соответствие с моими знаниями в этой области, так что не пинать сильно .
Как я понял падение напряжения на R2 и R3 в сумме должно составить 0.7*2=1.4В.
R2=R3
R1=R4
h21первого_транзистора=h21второго_транзистора=420
Pmax_каждого_транзистора=0.1Вт
Ikmax=0.1A; Uпит=9В
Это были условия.
Далее считаем резисторы.
1)Суммарная максимальная мощность всего этого безобразия равна 0.8(Pmaxvt1+Pmaxvt2)=0.8(2Pmax)=0.8(2*0.1)=0.16Вт
2)На переходе к-э каждого транзистора должно падать 9/2=4.5В
3)из п.1,2 Ik0=P/U=0.16/9=0.017A
4)Считаем ток для базы Iб0=Ik0/h21=0.017/420=0.00004А
5)Берем ток делителя из резисторов Iд=10*Iб0=10*0.00004=0.0004А
6)Найдем резисторы R2 и R3:
по условию Ur2+Ur3=1.4 и Ur2=Ur3, т.к. R2=R3 =>
2*R2=(Ur2+Ur3)/Iд=2*Ur2/Iд=1.4/0.0004=3.5кОм
R2=R3=3500/2=1.75кОм
7)Найдем R1 и R4
по условию R1=R4 и Ur1+Ur4=Uпит-1.4 =>
2*R1=(Ur1+Ur4)/Iд=(9-1.4)/0.0004=7.6/0.0004=19кОм
R1=R4=19000/2=9.5кОм

В итоге получилось:
R1=9.5kOm
R2=1.75kOm
R3=1.75kOm
R4=9.5kOm
Ну и кондеры C1 и С2 берем с запасом по формуле

С>1/2*3.14*fн*Rн, где
C-емкость кондера в Фарадах
fн-нижняя рабочая частота в Герцах
Rн-нагрузка в омах
Считаем:
Rн=8Ом
fн=10Гц
C>1/2*3.14*8*10
С>1/502.4
С>0.001990Ф
С=0.002Ф=2000мкФ с запасом
Скажите, такой расчет вообще верный? И входной сигнал правильно подключается?

[Света]

Бочаров Л.Н. и др. - Расчет электронных устройств на транзисторах (1978), стр.28

[АндрейАвербах]

Спасибо за книгу. Я прочитал указанное место в этой и в другой книге. Я так понял напортачил я только в начале расчета(отвязался не от тех исходных данных), а резисторы вроде как верно посчитал(этим я хочу сказать, что если б я выполнил верно первую часть расчета, где подобрал бы транзисторы и Ik0, то дальше по своему методу рассчитал бы все верно), я правильно все понял?
Только я не понял, почему в книге при расчете резисторного делителя для задания тока делителя используют максимальный ток базы?
Или подразумевается, что Iбmax=5...10*Iб0, ибо в книге сказано Iд>=Iбmax, т.е. ток базы должен быть сопоставим с током делителя только в пиковые периоды.
ЗЫ Огромная просьба, если кто знает, где достать даташит на транзистор BC547C, только полный даташит с входными и выходными статическими характеристиками(ВАХ), то поделитесь ссылкой плиз.

[alkarn]

Обычно начинают расчет от требуемой выходной мощности и от сопротивления нагрузки, под эти величины уже подбирают транзистор и источник питания.
Характеристики вряд ли где найдешь, эти схемы достаточно точно можно расчитать и без них.
Но, если так уж хочется, вот тебе построенные в Микрокапе по аналитической модели этого транзистора.

_BC547 ВАХ.JPG

(86.57 KiB) Скачиваний: 676

[АндрейАвербах]

Спасибо, alkarn. Просто в книгах, которые мне советовала Света несколькими постами выше, почти весь расчет сводится к построениям на характеристиках.
Вот, выполнил расчет, гляньте плиз.

расчет двухтактного каскада.jpg

Расчет двухтактного каскада.

(241.68 KiB) Скачиваний: 674

[alkarn]

Все правильно. Осталось посчитать рассеиваемую мощность на транзисторах.
Для точного расчета надо уметь интегрировать, или хотя бы знать о коэффициентах Берга,
но можно просто поверить, что постоянная составляющая тока (среднее значение за период),
потребляемого от источника для режима Б равна 0,32 от амплитуды, т.е. 63*0,32=20 мА, добавить ток покоя 4,5 мА
и определить потребляемую мощность Ро=7,5*24,5=184 мВт.
В виде тепла на транзисторах рассеется 184-100=84 мВт, по 42 на каждом, что вполне допустимо.

Но тут есть одна ма-а-аленькая тонкость. На вход этого каскада для поучения 100 мВт надо подать напряжение
амплитудой на 0,7 В больше, чем выходное, т.е. 0,063*50+0,7 =3,85 В, а его с предыдущего каскада
при питающем 7,5вольт ну никак не получить. Поэтому питающее напряжение надо взять вольта на 2 больше,
именно для питания предоконечного каскада.
Такие вот пироги.
Ну и емкость выходную надо взять раза в 3 больше, потому что рассчитанная по формуле она даст завал АЧХ
на нижней частоте на 3 дБ, но она же не одна будет в схеме, предыдущие тоже завалят, и в результате получишь
завал децибел в 10. Хотя, с другой стороны, никакие динамики 20 Гц все равно не воспроизводят, так что можно и так оставить.

[АндрейАвербах]

Нет, тов.alkarn, у меня там расчет резисторов неправильный. Я это проверил на практике. Я их рассчитывал от Iб0=Ik0/h21, а надо было от Iбмакс=Ik max/h21 и еще я походу перепутал общий провод с левым каналом, когда подключал к компу.
Вот здесь неправильный вариант.
А вот здесь верный вариант с пересчитанными резисторами, искажений почти нет, звук очень чистый, но громкость оставляет желать лучшего .
Вот оригинал песни, которую я использовал для теста(только не надо сравнивать эти песни побайтно ).

Осталось посчитать рассеиваемую мощность на транзисторах.
Для точного расчета надо уметь интегрировать, или хотя бы знать о коэффициентах Берга

Интегрировать мы не умеем
О коэффициентах Берга не знаем

Но тут есть одна ма-а-аленькая тонкость. На вход этого каскада для поучения 100 мВт надо подать напряжение
амплитудой на 0,7 В больше, чем выходное, т.е. 0,063*50+0,7 =3,85 В, а его с предыдущего каскада
при питающем 7,5вольт ну никак не получить. Поэтому питающее напряжение надо взять вольта на 2 больше,
именно для питания предоконечного каскада.

А как считать этот предоконечный каскад?

[alkarn]

Как обычный апериодический каскад, класс А, амплитуда выходного напряжения 3, 85 В, сопротивление нагрузки - входное сопротивление оконечного каскада (с учетом цепей смещения).
Насчет интегрирования и коэффициентов краснеть не надо, это в институте на радиофаке изучается.
Для радиолюбителей вполне достаточно точно можно рассчитать потребляемую мощность для классов В, АВ тем способом, что я предложил, а можно и еще проще, принять кпд 0,5-0,6.
Все эти расчеты весьма приблизительные, требуется подстройка по начальному току и выставлять
половину питающего на средней точке. В твоей схеме это не нужно, но такая схема смещения выходных транзисторов применяется очень редко, обычно цепи смещения совмещают с нагрузкой предоконечного каскада.
http://rudocs.exdat.com/docs/index-32660.html?page=24

[АндрейАвербах]

А что там резистор R1 делает??

[alkarn]

Так там же написано:

R1.JPG

(29.51 KiB) Скачиваний: 639

[АндрейАвербах]

Эм...Упс, недочитал. Alkarn, когда я взглянул на схему, то меня смутили значения напряжений . На мой взгляд все должно быть по-другому(см.вложение).

Вложения

напряжения.jpg

Напряжения, которые должны быть.

(70.23 KiB) Скачиваний: 629

[alkarn]

Все у вас одинаково, только полярность питания разная, поэтому в статье +Uб=0,7 В,
а у у тебя -1,4/2=-0,7 В.

[АндрейАвербах]

Ну, не знаю, что там одинаково, но предоконечный каскад - это ВЕСЧЬ!!!
Громкость просто @%#&?!, извините за выражение
Короче смотрите видео, сами поймете, alkarn.
видео
К концу видео я рассказываю про искажения, что это за искажения и как с ними бороться я не знаю
Расскажите мне о них и методах борьбы с ними, плиз.

[alkarn]

2-УНЧ.JPG

(47.31 KiB) Скачиваний: 686

Искажения могут быть по разным причинам:
1. Перегрузка выходного каскада, пытаешься выжать больше, чем он в состоянии выдать.
2. Источник питания не дает необходимый ток.
3. Не установлено 1/2 напряжения на выходе усилителя при настройке, доверился расчету.
4. Динамик на меньшую мощность, чем дает усилитель.
5. Динамик вообще паршивый, послушай на наушники.
6. возбуждение усилителя на ультразвуковых частотах, обязательно поставь электролит между (+) и (-) питания непосредственно у транзисторов.
........

[АндрейАвербах]

Эм... Alkarn, а какие признаки, когда динамик спалил? А то я его походу реально спалил, просто ночью подумал, что искажения возникают из-за очень большой отрицательной полуволны на входе предоконечника, поставил в коллекторную стабилизацию резистор 510кОм, а был 750кОм, громкость, на которой начинались искажения отодвинулась вверх процентов на 15-20, ну я довольный сижу слушаю на макс.громкости, и тут динамик что-то резко замолчал, я прижал пальцем диффузор, тогда звук пошел снова, но проработало это все недолго. Потом уже и прижатие пальцем не помогало, со вторым динамиком так же вышло.
ЗЫ Сзади на динамике надпись 50Ом 0.25W
ЗЫ2 Напряжение к-э pnp транзистора 4.3В, а напряжение к-э npn транзистора(который самый верхний в схеме) 5.88В. И резистора в эмиттере транзистора предоконечного каскада у меня нету.

[alkarn]

Резистор лучше поставить, ом на 100, причем емкостью его не шунтировать.
Он, во-первых, повысит стабильность работы при нагреве транзисторов, во-вторых снизит нелинейные искажения.
Усиление, естественно, немного упадет, но должно хватить.
Динамики, видимо, ты спалил. Вернее, скорее всего, оторвался диффузор от катушки. Проверь тестером.
И вообще, не верь ты этим паспортным мощностям на все - резисторы, транзисторы, динамики.
Это в Союзе, если на резисторе написано было 0,5 Вт, то он реально выдерживал 1 Вт.
Теперь это китайские мощности, резистор на 0,5 Вт сгорит при 0,45.
Бери все элементы с запасом по току, мощности, напряжению раза в 2, не меньше.
Последовательно с динамиком на этапе отработки, исследований поставь резистор на 33-47 Ом.
А резистор смещения надо подбирать, добиваясь половины питающего напряжения на выходе.

[АндрейАвербах]

Эх, печаль в общем
Скачал себе осциллограф, вот осциллограмма, снятая с соединения эмиттеров транзисторов оконечного каскада. Красная линия соответствует 0В.

Максимальная амплитуда положительной полуволны в 3 раза меньше максимальной амплитуды отрицательной полуволны.
Подробности на видео.

[Rentgen Man]

Не так давно начал изучать транзисторные усилители, в связи с этим появилось несколько вопросов. В качестве опорной литературы имею Гусева, Гершунского, Пасынкова и пр. беллетристику. На данный момент интересуют только ВЧ цепи.
Есть транзистор кп901, источник питания +12В, 2А, рабочая частота 25МГц, сопротивление нагрузки активное 11 Ом, входная ёмкость транзистора с разбросом от 100 до 15 пФ, крутизна характеристики тоже с разбросом от 50 до 110, максимальная рассеиваемая мощность 20 Вт. Схема включения с общим истоком. Необходимо рассчитать выходной каскад на данном транзисторе и определить его параметры. В частности - входное сопротивление каскада, ток и напряжение. Отдаваемая мощность в нагрузку должна составить 10 Вт. Для наглядности прикрепляю схему каскада.
В соответствии с заданными параметрами провёл расчёт выходной части каскада, при этом номиналы резисторов получились следующими: Rи = 0,18 Ом, Rс = 1,8 Ом. Все конденсаторы для простоты были взяты номиналом 63 нФ, что даёт сопротивление на рабочей частоте около 0,1 Ом. Коэффициент усиления по напряжению при округлении составил 5 единиц. С учётом внутренней ёмкости перехода затвор-исток входное сопротивление транзистора на рабочей частоте составило около 65-68 Ом.
Тут-то и возникла проблема. В соответствии с данными на кп901 коэффициент усиления по мощности не может превышать в лучшем случае 16 единиц. Учёт напряжения на входе транзистора и его емкостного сопротивления на рабочей частоте говорит о невозможности получить на выходе заданный ток и как следствие мощность. То есть, при имеющемся входном сопротивлении 68 Ом и напряжении 2 В входной ток составит всего 0,0294 А, а выходной с учётом коэффициента усиления по напряжению 5 и по мощности 16, мы получим ток всего 0,0882 А.
Судя по тому, что приведено в книге Гусева расчёты верны, однако я могу упускать какие-то важные моменты, поэтому прошу указать на ошибки, если они есть. В противном случае, если всё что описано верно хотелось бы услышать предложения от опытных людей по улучшению схемотехники или параметров каскада с целью получить на выходе полную мощность 10 Вт. Желательно, чтобы сопротивление нагрузки при перерасчёте оставалось прежним, следовательно необходимо менять режимы работы выходного каскада. Согласен даже на изменение рабочей частоты, но сопротивление не трогать .
Так же интересует вопрос относительно целесообразности применения в качестве выходного каскада схемы истокового повторителя, в замен схемы с общим истоком.

Вложения

схем.png

(7.82 KiB) Скачиваний: 425

[foxit]

Посоветуйте, пожалуйста, литературу по проектированию импульсных усилителей.