Sari la conținut
  • Bine ati venit pe site-ul Tehnium Azi

    Website-ul TEHNIUM AZi este un site web dedicat fostei reviste Tehnium, un loc al discutiilor din diverse domenii tehnice, asemenea subiectelor tratate de vechea revista Tehnium. Deci, daca va era dor de revista Tehnium si vreti sa impartasiti experienta voastra si celorlalti utilizatori, sa accesati informatii utile activitatii voastre profesionale, va invit sa va inregistrati si sa va conectati pe acest site web , unde cu siguranta va veti petrece timpul liber intr-un mod placut si util.

  • Calculul simplificat al preamplificatoarelor audio


    donpetru

    În acest articol voi lua spre exemplificare una din cele mai utilizate scheme de preamplificatoare audio şi anume schema cu tranzistor bipolar în conexiunea emitor comun (fig.1).

    Imagine postată

    Pentru început, considerăm că ne interesează o amplificare de aproximativ 10 cu o impedanţă de intrare de cel puţin 30 kOhmi şi o impedanţa de ieşire de 10 Kohmi.
    Este cunoscut faptul că amplificarea este raportul dintre tensiunea de ieşire şi tensiunea de intrare, iar la etajele cu emitorul comun aceasta nu depinde practic de tranzistor ci de produsul S*RS, unde S reprezintă panta tranzistorului iar Rs rezistenţa de sarcină a etajului.

    Rezistenţa RE2 nu intervine în calcul, avînd în paralel un condensator de mare capacitate CE, singurul element de circuit care influenţează fiind rezistenţa RE1 care introduce o reacţie negativă.

    Deci, se poate aproxima:

    Imagine postată

    Această relaţie este destul de precisă pentru amplificării mari în tensiune. Ca să se asigure impedanţele de intrare şi ieşire impuse, ca să avem un zgomot de fond mic şi bune performanţe la frecvenţe înalte, alegem un curent de colector IC destul de mic (în general, pentru obţinerea acestor performanţe, se recomandă curentul de colector între 0,2 şi 1mA).

    Pentru ca tensiunea de ieşire UE să fie cât mai mare urmărim ca la bornele rezistenţei de sarcină RS tensiunea continuă să fie jumătate din tensiunea de alimentare, E/2, unde E = 12Vdc.

    Adoptăm un curent de colector IC = 0,5 mA şi UC = E/2= 6V. În acest caz:

    Imagine postată

    de unde rezultă:

    Imagine postată

    Fără a comite o mare eroare considerăm că: Ic = IE*RE1. Practic, RE1 se alege Rc/10. Rezultă:

    Imagine postată

    Atunci: RE1*IC = 1,2 kOhm * 0,5 mA = 0,6V.

    Când temperatura la colector creşte, curentul tinde să crească iar potenţialul său să scadă. În aceste condiţii tensiunea continuă la bornele rezistoarelor RE1 şi RE2 creşte, compensând deriva termică, aceasta numai dacă potenţialul de emitor este suficient de mare. Dacă presupunem că tensiunea la bornele lui RE2 = 1V, rezultă că:

    Imagine postată

    Condensatorul CE se alege aşa fel încât să aibă o reactanţa mai mică de cel puţin 10 ori faţă de rezistenţa totală din emitor, deci de aproximativ:

    Imagine postată

    la frecvenţa de trecere din partea inferioară a benzii (în cazul nostru 10 Hz). Aplicând formula:
    Imagine postată

    Punctul de funcţionare a tranzistorului se stabileşte din rezistoarele montate în bază. Dar:

    Imagine postată

    După aceea aplicăm teorema divizorului de tensiune şi rezultă:

    Imagine postată

    Ca să avem un regim stabil de funcţionare, curentul prin R2 trebuie să fie de 10 ori mai mare ca IB­­. În mod uzual, tranzistoarele amplificatoare de tensiune au un factor de amplificare în jur de 100 sau chiar mai mult. În exemplu nostru, vom adopta: β=hFe=100.

    Ştiind că:

    Imagine postată

    Atunci:

    Imagine postată

    După aceea, dacă extragem Ib din relația (10) și îl înlocuim în relația (11) rezultă:

    Imagine postată

    Totodată, din relația (5) știm că tensiunea pe RE1 și RE2 este: UE=1,6V iar UBE=0,65V pentru tranzistoare bipolare.

    Imagine postată

    Rezolvând sistemul (13) rezultă:

    Imagine postată

    Ţinând cont de condiţiile de stabilitate a tensiunii de bază, vom avea:

    Imagine postată

    Apoi se determină rezistenţa R2:

    Imagine postată

    Reactanţa condensatorului de intrare se alege mai mică decât rezistenţa echivalentă a rezistenţelor R1 şi R2 văzute în paralel. Deci,

    Imagine postată

    Iar reactanţa condensatorului de ieşire Ce trebuie să aibă o reactanţă foarte mică în comparaţie cu a rezistenţei de sarcină, astfel ca pe condensator să cadă o fracţiune cât mai mică din semnalul de intrare. Practic, se utilizează relaţia următoare:

    Imagine postată

    Frecvenţa tipică (test) în aplicaţii de audiofrecvenţă este f = 1kHz . Aplicând formula anterioară, rezultă următoarele valori ale condensatoarelor Ci şi Ce:

    Imagine postată

    În practică nu prea avem timp să efectuăm calcule (chiar şi simplificatoare) şi ca drept urmare este foarte util, ca cel puţin în privinţa valorii condensatoarelor de intrare şi ieşire, să ne stabilim nişte repere sau domenii de valori: Ci = 1...10uF şi Ce = 0,22...4,7uF.

    Imagine postată

    Valoarea condensatorului C se adopta de regula între 0,1 şi 1 uF. Opţional, dacă sursa de alimentare nu este o baterie sau dacă sursa de alimentare se află pe o altă plăcuţa de circuit imprimat şi nici nu este stabilizată, în paralel cu condensatorul C se mai conectează un capacitor electrolitic de 100 uF.

    Observație! Daca avem un tranzistor bipolar cu factor de amplificare mai mare de 100, spre exemplu 200, in acest caz putem dubla valorile rezistoarelor din baza (R1 si R2) fara să mai repetam calculele menționate anterior (asta daca nu dorim un calcul exact).

    Bibliografie:

    Colecţia revistei Tehnium;
    K. F. Ibrahim Introducere în electronică", Editura Teora, Bucureşti, 2001.

    Editat de donpetru



    Recenzie utilizator

    Comentarii Recomandate

    Impedanta de intrare este dictata in mare masura de cele doua rezistoare R1 si R2 (vazute in paralel) iar cea de iesire (ipoteza de calcul) ne influenteaza valoarea capacitorului de iesire Ce. Spre exemplu, daca dorim sa lucram pe o impedanta de iesire de 20kOhmi va trebui sa alegem valoarea capacitorului Ce astfel incat la frecventa nominala de lucru reactanta acestuia sa fie de x de ori mai mica ca impedanta de iesire (in articolul de mai sus am ales x=2 dar acesta poate sa ia valori, de regula, intre 1...50 - in unele aplicatii, inclusiv audio, se alege 20, deci depinde de caz). Cu alte cuvinte: Xce = Ze/20, unde Xce = 1 / (2*Pi*f*Ce); x=20.

    Link spre comentariu
    Distribuie pe alte site-uri


    Creează un cont sau autentifică-te pentru a adăuga comentariu

    Trebuie să fi un membru pentru a putea lăsa un comentariu.

    Creează un cont

    Înregistrează-te pentru un nou cont în comunitatea nostră. Este simplu!

    Înregistrează un nou cont

    Autentificare

    Ai deja un cont? Autentifică-te aici.

    Autentifică-te acum



×
×
  • Creează nouă...

Informații Importante

Folosim cookie-uri și tehnologii asemănătoare pentru a-ți îmbunătăți experiența pe acest website, pentru a-ți oferi conținut și reclame personalizate și pentru a analiza traficul și audiența website-ului. Înainte de a continua navigarea pe www.tehnium-azi.ro te rugăm să fii de acord cu: Termeni de Utilizare.

ATENTIE !!! Functionarea Tehnium Azi depinde de afisarea de reclame.

Pentru a putea accesa in continuoare site-ul web www.tehnium-azi.ro, va rugam sa dezactivati extensia ad block din browser-ul web al vostru. Dupa ce ati dezactivat extensia ad block din browser dati clic pe butonul de mai jos.

Multumim.

Apasa acest buton dupa dezactivarea extensiei Adblock