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

24 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

19957. Исследовательские реакторы ИРТ-2000 (проект) и ИРТ-МИФИ 28.79 KB
  Рассмотреть ядерный исследовательский реактор как источник излучений для реакторных испытаний. Познакомить слушателей с техническими характеристиками исследовательских реакторов Российской Федерации. Обосновать выбор реакторов для последующего детального рассмотрения. Дать общие представления о проекте типового исследовательского реактора ИРТ-2000 и рассмотреть возможности реактора ИРТ-МИФИ.
19958. Исследовательский реактор ИВВ-2- пример максимально возможного использования оборудования типового проекта ИРТ-2000 29.79 KB
  Познакомить слушателей с техническими характеристиками исследовательского реактора ИВВ-2, результатами его модернизации, устройством активной зоны и его возможностями и приспособленностью для проведения реакторных испытаний. Рассмотреть картограмму активной зоны и распределения потоков излучений по экспериментальным каналам.
19959. Исследовательский реактор СМ-2- пример достижения максимально возможных значений плотностей нейтронных потоков 214.92 KB
  Познакомить слушателей с техническими характеристиками исследовательского реактора CМ-2, устройством активной зоны и его возможностями для проведения реакторных испытаний. Рассмотреть картограмму активной зоны и распределения потоков излучений по экспериментальным каналам.
19960. Исследовательский реактор БР-10 – база проверки работоспособности элементов активных зон быстрых реакторов 33.21 KB
  Познакомить слушателей с техническими характеристиками исследовательских реакторов БР-10 и МИР, устройством их активных зон, их возможностями для проведения реакторных испытаний. Рассмотреть картограммы активных зон и распределения потоков излучений по экспериментальным каналам.
19961. Общая схема последовательности стадий разработки облучательного устройства 28.5 KB
  Познакомить слушателей с вопросами разработки и конструирования облучательных устройств для пассивных и активных реакторных испытаний. Обратить внимание на специфику конструкторских разработок облучательных устройств, последовательность проведения этой работы. Выделить наиболее важную задачу для разработки конструкции облучательного устройства- расчет поля температуры по его элементам. Приступить к постановке задачи расчета температурного поля.
19962. Вывод уравнения теплового баланса для любого элемента облучательного устройства 24.63 KB
  Вывести уравнения теплового баланса для любого элемента облучательного устройства. Обратить внимание слушателей, что после проведения соответствующих алгебраических операций решение задачи о поле температуры сводится к решению системы обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами второго порядка и может быть представлено в гиперболических функциях.
19963. Схема тепловых расчетов для конкретной экспериментальной установки 29.19 KB
  Рассмотреть конкретный пример использования методики расчета температурного поля облучательного устройства. В качестве примера предлагается облучательное устройство Ритм, предназначенное для комплексного исследования пластических свойств ядерного топлива и газовыделения при одновременной регистрации акустической эмиссии в процессе облучения.
19964. Пастановка задачи о радиальном распределении температуры в облучательном устройстве при отсутствии утечек тепла в торцы 31.07 KB
  Поставить и решить задачу о радиальном распределении температуры в облучательном устройстве при отсутствии утечек тепла в торцы. Обратить внимание на то, что для этого случая можно получить аналитическое решение, пригодное для оценочных расчетов радиального поля температуры по элементам облучательного устройства, тепловой изоляции или определения местоположения и мощности нагревателя для создания нужного температурного режима на облучаемом образце.
19965. Решение задачи о поле температуры в облучательном устройстве при отсутствии утечек тепла в торцы 39.33 KB
  Поставить и решить вспомогательную задачу Б и закончить рассмотрение задачи о радиальном распределении температуры в облучательном устройстве при отсутствии утечек тепла в торцы. Обосновать необходимость использования метода конечных элементов (МКЭ) для расчета полей температуры в облучаемых образцах. Приступить к постановке задачи расчета поля температуры МКЭ для цилиндрического образца.