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

23 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

26885. V-я и VI 1-я пары черепно-мозговых нервов. Общая характеристика, ветвление 2.98 KB
  Двенадцать пар черепномозговых нервов принято делить на 3 чувствительных I пара обонятельный U пара зрительный и VIII пара преддверноулитковый 5 двигательных III пара глазодвигательный IV пара блоковый VI пара отводящий XI пара добавочный и XII пара подъязычный и 4 смешанных V пара тройничный VII пара лицевой IX пара языкоглоточный и X пара блуждающий; в состав последних входят чувствительные двигательные и вегетативные волокна. 5 пара тройничный нервn.
26886. Общие закономерности строения вегетативной нервной системы 2.13 KB
  В симпатической нервной системе преганглионарные нейроны находятся в промежуточном боковом роге спинного мозга от верхнегрудного до среднепоясничного отдела Т1ТЗ. Преганглионарные парасимпатические нейроны залегают в стволе мозга и крестцовом отделе спинного мозга. Постганглионарные нейроны находятся в вертебральных и превертебральных ганглиях в симпатической системе а в парасимпатической они расположены в непосредственной близости от стенки органа который они иннервируют.
26887. Симпатическая часть вегетативной нервной системы. Солнечное сплетение 4.18 KB
  Симпатическая нервная система делится на центральную расположенную в спинном мозге и периферическую включающую многочисленные соединённые друг с другом нервные ветви и узлы. По своему ходу симпатические волокна отделяются от двигательных соматических и далее в виде белых соединительных ветвей вступают в узлы пограничного симпатического ствола. В состав солнечного сплетения входят правый и левый чревные узлы непарный верхний брыжеечный узел большой и малый внутренностные нервы и многие другие которые отходят от узлов в разные стороны...
26888. Парасимпатическая часть вегетативной нервной системы 4.21 KB
  Преганглионарные волокна отходят от центров в составе черепномозговых или спинномозговых нервов. От центров расположенных в среднем мозге преганглионарные волокна доходят до ресничного узла а от него идут постганглионарные волокна к глазу где разветвляются в сфинкторе зрачка и ресничной мышце.Слезоотделительныйпреганглиолярные волокна доходят до клинонёбного ганглия постганглиолярные волокна достигают слёзных желёз желёз неба и носовой полости; 2.Краниальныйоральный слюноотделительный преганглиолярные волокна доходят до...
26889. Блуждающий нерв 4.81 KB
  Направляясь латерально и вниз он покидает череп через переднюю часть яремного отверстия вместе с языкоглоточным и добавочным нервами располагаясь между ними. В области яремного отверстия блуждающий нерв утолщается за счёт верхнего узла лат. ganglion superius а немного ниже через 1015 см имеется ещё один узел несколько больших размеров лат. Спускаясь ниже блуждающий нерв в области шеи ложится на переднюю заднюю поверхность внутренней яремной вены лат.
26891. Защитные и вспомогательные образования глаза 1.53 KB
  Защитные и вспомогательные образования глаза К защитным и вспомогательным приспособлениям глаза относятся орбита глазной жир мышцы глаза веки ресницы конъюнктива слезный аппарат. Орбита является костным остовом глаза и защищает глазное яблоко от механических воздействий. Из коньюнктивального мешка слеза оттекает по носослезному каналу который начинается от слезного мешка во внутреннем углу глаза а заканчивается отверстием на слизистой оболочке носовой полости у входа.
26892. Оболочки и светопреломляющие среды глазного яблока 3.11 KB
  Наружная оболочка глазного яблока соединительнотканного происхождения и делится на две части склеру и роговицу. Склераsclera или белочная оболочка толстая прочная непрозрачная расположена в заднем отделе глазного яблока. Средняя сосудистая оболочка в которой в большом количестве разветвляются сосуды также делится на заднюю собственно сосудистуюchorioidea и переднюю части. В собственной сосудистой оболочке находится отражательная оболочкаtapetum.
26893. Наружное и среднее ухо 5.47 KB
  Наружное ухоauris externa состоит из ушной раковины двигательного аппарата ушной раковины и наружного слухового прохода. Основой складки служит эластический хрящ ушной раковины. Часть раковины выступающей над поверхностью тела называется ладьейscapha а проксимальная её часть скрытая под кожным покровомоснованием ушной раковины завитковая частьconcha auriculae s. Наружная поверхность раковины образует спинку раковиныdorsum auriculae а внутренняя поверхность ладьевидную ямкуfossa scaphoidea.