230

Усилитель, как средство увеличения мощности электрического сигнала

Реферат

Информатика, кибернетика и программирование

Эскизный расчет усилителя, разработка электрической принципиальной схемы. Расчет выходного каскада, графоаналитический расчет точки покоя транзистора ЭП по выходным ВАХ. Размах выходного синусоидального сигнала на входе выходного ЭП.

Русский

2012-11-14

495.77 KB

22 чел.

Содержание

Введение

  1.  Эскизный расчет усилителя
  2.  Разработка электрической принципиальной схемы

Заключение

Библиографический список

Приложение – ПЭ, СхЭ принципиальная


Введение

Усилитель это устройство предназначенное для увеличения мощности электрического сигнала. Усилители являются основой схемотехники электронных устройств, абсолютное большинство аналоговых электронных устройств выполняются на их основе.

На практике часто требуется усилить сигнал с очень широким спектром (несколько декад). Для этого используют широкополосные усилители.  

1. Эскизный расчет усилителя

Структурная схема усилителя изображена на Рис. 1.

Рисунок 1

1) Определим примерное число усилительных каскадов

, К=(20 – 30)

Примерное число каскадов N=2

2) Примерное распределение по каскадам величины Мв=-3

Распределение величины Мн=-3  между разделительными конденсаторами


2. Разработка электрической принципиальной схемы

2.1 Расчет выходного каскада

Выходной каскад обеспечивает требуемый размах напряжения (тока) в нагрузке. Выходное напряжение обычно не превышает 510В и в нагрузке выделяется не большая мощность (менее 0.5Вт).

при низкоомной нагрузке 300Ом выходной каскад выполняют по схеме с ОК (эмиттерный повторитель), имеющий малое выходное сопротивление. Схему с ОЭ рекомендуется применить при 300Ом.

Электрическая схема каскада представлена на Рисунке 2.

Рисунок 2.

1) Расчет и выбор величины напряжения источника питания

В

Выберем из стандартного ряды Еп=6 В.

2) Выбор транзистора.

Рассчитаем необходимые параметры для выбора АЭ

- допустимый ток коллектора:

А

- допустимое напряжение:

В

- частота единичного усиления

Гц

Пользуясь рассчитанными параметрами выберем транзистор КТ363Б

Справочные данные транзистора:

Рассчитаем параметры ЭП

4) Графоаналитический расчет точки покоя транзистора ЭП по выходным ВАХ (Рисунок 3).

Рисунок 3

-Входное сопротивление ЭП

-Входная емкость ЭП

5) Расчет элементов цепи смещения ЭП

R=10*Rн=1000 кОм    R19=1кОм

6) Параметры базового делителя

 R17=2200 Ом

  R18=330Ом 

7) Расчет входного сопротивления с учетом базового делителя

2.2 Расчет предоконечного каскада

Эквивалентная схема каскада ОЭ переменному току приведена на Рисунке 3.

Рисунок 3

1) Размах выходного синусоидального сигнала на входе выходного ЭП

2) Рассчитаем параметры, необходимые для выбора транзистора

Выберем транзистор КТ365А

3) Для выбранного транзистора рассчитаем следующие параметры:

- граничная частота по крутизне

- крутизна транзистора

4) Расчет величин R2, Rкор и Скор.

По номограммам, представленным на Рисунке 4[5], выбираем АЧХ каскада.

Рисунок 4

    

Выберем значение R15 из стандартного ряда R15=120Ом.

    C6=180пФ

5) Расчет

Выберем значение R14=220Ом.

6) Расчет

7) Расчет R16

8)Определение параметров точки покоя

Параметры точки покоя выбираются по выходным ВАХ VT, на которые нанесена нагрузочная прямая

, , ,

9) Расчет нелинейных искажений

Расчет производится методом пяти ординат. Строим сквозную динамическую характеристику Iк(Uбэ), исходя из входной и выходной характеристик транзистора.

j

Iкi, мА

Iбi, мкА

U1, В

1

1.5

20

0.61

2

4.5

60

0.71

3

7.2

100

0.73

4

11

        140

0.76

5

14

       180

0.78

Таблица 1

Рисунок 5.

 

 требуется по ТЗ 0.04. Требуются меры по уменьшению коэффициента гармоник. Для этого увеличиваем глубину обратной связи.

Определим глубину обратной связи:

Определим значение сопротивления R15=Rкор+Rf=327.1 Oм. Зададим значение R15=120Ом.

10) Расчет , каскада

11) Расчет потенциала базы транзистора VT5

2.2.1 Расчет параметров ЭП на VT4

Зададимся током равным номинальному справочному значению

1)Расчет R13

Выберем R13=120 Ом.

2)По входной ВАХ транзистора VT5 определяем напряжение

3) Расчет входного сопротивления и емкости ЭП

4) Расчет параметров базового делителя ЭП

 R11=2,4кОм

  R12=1,5кОм

5) Расчет входного сопротивления КПУ

6) Расчет коэффициента передачи ЭП

7) Расчет сквозного коэффициента усиления каскада на VT4 и VT5

Ке=К0*К0эп=39.9

2.3. Расчет регулировки усиления

Поскольку на входе ШУ действует слабый сигнал, целесообразно размещать схему регулировки усиления после первого КПУ, т.е. регулировать величину уже усиленного сигнала.

Плавная регулировка усиления в цепи нагрузки эмиттерного повторителя позволяет получить большую глубину регулирования. [2]

Расчет регулировки усиления проводим согласно [2].

VT3 – КТ370Б

R7=R11, R8=R12

Расчет регулировочного резистора R9

R9=33кОм

R10=8.2кОм


2.4. Расчет входного каскада

Выбор схемы входного каскада зависит от величины сопротивления генератора; если Rг меньше 1кОм, то в качестве  входного каскада может выступать первый КПУ.

Расчет входного каскада в данной схеме аналогичен расчету предоконечного каскада.

1) Размах выходного синусоидального сигнала на входе выходного ЭП

2) Рассчитаем параметры, необходимые для выбора транзистора

Выберем транзистор КТ365А

Его параметры были посчитаны ранее

3) Расчет величин R2, Rкор и Скор.

По номограммам[2] выбираем АЧХ каскада.

Выберем значение R5 из стандартного ряда R15= R5

 Cкор=С3=С6=180пФ

4) Расчет

 R4=6,8кОм

5) Расчет

К0=44

Результирующий коэффициент усиления:

Крез=К0вых*К0пред*К0вх=1730.1

2.5. Расчет разделительных и блокировочных конденсаторов

1)

Rвхкпу=607 Ом

Rб=643 Ом

С5=12.1-6Ф

С5=4.3мкФ

2)

R14=302 Ом

Rвхвк=296 Ом

С7=25.3*10-6Ф

С8=13мкФ

3)

R16=120 Oм

C7=12.2*10-5

С7=75мкФ

3. Заключение

В данном курсовом проекте был рассчитан широкополосный усилитель. Параметры рассчитанной схемы удовлетворяют требованиям, предявляемым в техническом задании. Транзисторная техника хорошо подходит для реализации подобных устройств


4. Библиографический список

  1.  Усилительные устройства: учебн. Пособие для вузов/  В.А. Андреев, Г.В. Войшвилло, О.В. Головин и др.; Под ред. О.В. Головина. – М.: Радио и связь, 1993. – 352 с.: ил.
  2.  Регулировка усиления; Методические указания к курсовому проекту / Рязан. радиотехн. ин-т: Сост. В.С. Осокин. Рязань. 1990, 28 с.
  3.  Транзисторы: Справочник / О.П.Григорьев, В.Я.Замятин, Б.В.Кондратьев,  С.Л.Пожидаев – М.: Радио и связь, 1989. – 272 с.: ил. – (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1144)
  4.  Справочник по полупроводниковым приборам (транзисторы) / Алешин Ю.В., Захожий В.А., Суслов И.В., Щепакин А.В. – Малое предприятие «Источник», 1992 .
  5.  Проектирование усилительных устройств / И.В. Терпугов и др. 1982

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34302. Анализируя динамику затрат живого и прошлого труда по мере рационалистического развития технологического 29.5 KB
  Анализируя динамику затрат живого и прошлого труда по мере рационалистического развития технологического процесса установлено что уменьшение суммы живого и прошлого труда происходит только до определенного предела. Дальнейшее увеличение затрат прошлого труда фактически не будет обеспечивать увеличение производительности труда а будет лишь увеличивать стоимость выпускаемой продукции и становится экономически нецелесообразным. Как определить этот предел эту границу переход к которой фактически будет означать топтание на месте даже при...
34303. Динамика развития реального технологического процесса 34 KB
  Динамика развития реального технологического процесса кривая ломанная линия Она описывает реальную динамику развития производительности от вооруженности. Точка 37 произошло изменение в развитии технологического процесса и прошел этап эвристического развития У увеличивается У1 до У2. Недостаток совершенного развития 24 дальше 45 резкое повышение производительности труда.
34304. Эволюционный путь развития технологических процессов 22.5 KB
  Эволюционный путь развития технологических процессов Использование в производстве рационалистических решений совершенствующих вспомогательные ходы технологического процесса представляет собой эволюционный путь его развития. Сущность технических решений обеспечивающих эволюционный путь развития технологических процессов заключается в замене движений человека на подобные движения механизмов на вспомогательных элементах процесса. На современном этапе развития техники практически любой вид движения возможно осуществить известными механизмами....
34305. Революционный путь развития технологических процессов 29 KB
  Революционный путь развития технологических процессов Использование в производстве эвристических технических решений совершенствующих рабочие ходы технологического процесса представляет собой революционный путь его развития. Во 2ом варианте после перехода на технологию с более высоким уровнем не происходит одновременного снижения затрат живого и прошлого труда на единицу продукции а даже возможно временное повышение их что казалось бы позволяет сделать вывод об отсутствии какоголибо развития но если проследить за дальнейшим эволюционным...
34306. Модели и методы оценки технологических процессов 23.5 KB
  Модели и методы оценки технологических процессов В настоящее время можно выделить три основных подхода к изучению научнотехнического развития прва описанию технологий и их развития: экономический подход технократический или пифагорский подход системный подход. В рамках экономического подхода развивалось направление связанное с решение задач планирования научнотехнического развития прва для обеспечения заданного необходимого прироста объема выпуска продукции использование так называемых балансовых методов планирования. С целью...
34307. Понятие о системах технологических процессов 24 KB
  Понятие о системах технологических процессов. Система это целое составленное из отдельных частей ке находятся в тесном отношении между собой . Технологическая система это совокупность взаимосвязанных предметов производства исполнителей и направлено на выполнение отдельных операций и процессов в целом. Между операцией в технологическом процессе и системах можно считать условленным так как они имеют опред.
34308. Исторические этапы развития систем технологий 27.5 KB
  В своем развитии системы технологических процессов прошли ряд исторических этапов. Однако сознательная организация системы технологических процессов произошла в средневековье. Впервые организованная система технологических процессов проявила себя в цехах ремесленников. По структуре цехи ремесленников представляли собой систему параллельных технологических процессов.
34309. Классификационные признаки систем технологий 23 KB
  Важнейшим признаком характеризующим технологические системы является их структура. Механизированная отличается использованием различных механизмов для осуществления как рабочих так и вспомогательных процессов в элементах системы участок станков машиностроительного предприятия. Жесткая связь подсистем характеризуются немедленным прекращением функционирования технологической системы в целом при отказе хотя бы одной подсистемы. При нежесткой связи между элементами системы возможно непродолжительное функционирование системы в случае...
34310. Структура технологической системы производства 25.5 KB
  Структура технологической системы производства. Свойства элементарных технологических процессов распространяются и на технологические системы более высокого иерархического уровня которые образованы совокупностями технологических процессов. Таким образом технологическую систему производства образуют параллельные последовательные и комбинированные системы технологических процессов. Еще одним важным фактором в формировании технологических систем являются технологические связи между элементами системы а также их характер.