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

33987. Острый тромбофлебит глубоких вен нижних конечностей. Клиника, диагностика, лечение. Последствия 36 KB
  Острый тромбофлебит глубоких вен нижних конечностей. Тромбоз глубоких вен нижних конечностей формирование одного или нескольких тромбов в пределах глубоких вен нижних конечностей или таза сопровождаемое воспалением сосудистой стенки. Может осложняться нарушением венозного оттока и трофическими расстройствами нижних конечностей флегмоной бедра или голени а также ТЭЛА Флеботромбоз первичный тромбоз вен нижних конечностей характеризующийся непрочной фиксацией тромба к стенке вены Тромбофлебит вторичный тромбоз обусловленный...
33988. Осложнения острого тромбофлебита. Тромбоэмболия легочной артерии. Реанимация и способы хирургического вмешательства при тромбоэмболии легочной артерии 33 KB
  Тромбоэмболия легочной артерии. Реанимация и способы хирургического вмешательства при тромбоэмболии легочной артерии. Состояние трудно дифференцировать от острых нарушений артериального кровообращения при эмболии артерии явления артериальной непроходимости наступают сразу а при тромбофлебите к концу первых суток Синяя болевая флегмазия вторична по отношению к белой флегмазии: почти весь отток крови от конечности перекрыт в результате окклюзии бедренной и подвздошных вен. Тромбоэмболия лёгочной артерии Тромбоэмболия лёгочной артерии...
33989. Посттромбофлебитический синдром 25.5 KB
  Патогенез: образование тромба не подвергающегося лизису изменение вен превращающихся в ригидную склерозированную трубку с разрушенными клапанами тяжелые гемодинамические нарушения повышение давления в системе комуникантных вен при ходьбе кровь по глубоким венам вверх и в п к вены извращенный рефлюкс крови локальная венозная гипертензия повышение давления в венозных отделах растрытие артериовенулярных анастомозов ишемические изменения преемущественно в н 3 голени над медиальной лодыжкой образование трофических язв....
33990. Тромбоз магистральных сосудов нижних конечностей 45.5 KB
  Начало заболевания характеризуется болями в пораженной конечности которые при эмболиях возникают внезапно и становятся невыносимыми. К болям присоединяется чувство онемения похолодания и резкой слабости в конечности. Кожные покровы пораженной конечности приобретают мертвеннобледную окраску которая в дальнейшем сменяется характерной мраморностью. Кожная температура значительно снижена особенно в дистальных отделах конечности.
33991. Антикоагулянты. Применение 23 KB
  Антикоагулянтный эффект гепарина наступает сразу же после внутривенного и через 10 15 мин после внутримышечного введения и продолжается в течение 4 5 ч. Суточная доза гепарина составляет 30 000 50 000 ЕД. При передозировке гепарина может возникнуть геморрагический синдром который устраняют путем введения 1 раствора протамина сульфата 1 мг которого нейтрализует эффект 100 ЕД гепарина. При этом суточную дозу гепарина постепенно снижают в l' 2 2 раза за счет уменьшения его разовой дозы.
33992. Облитерирующий эндартериит 26.5 KB
  Облитерирующий эндартериит Облитерирующий эндартериит заболевание сосудов нейрогуморального генеза начинается с поражения переферического русла главным образом артерий и приводит к облитерации их просвета. Длительно существующий спазм артерий и сопровождающих их vs vsorum ведет к хронической ишемии сосудистой стенки вследствие чего наступают гиперплазия интимы фиброз адвентиции и дегенеративные изменения собственного нервного аппарата сосудистой стенки. На артериограмме окклюзия артерий голени. На артериограмме оклюзия 23...
33993. Атеросклероз артерий 24 KB
  Физикальное обследование Ослабление пульса на периферических артериях побледнение при поднимании пораженной конечности. Анамнез: внезапная боль или чувство онемения в конечности при отсутствии хромоты в прошлом. Физикальное обследование: отсутствие пульса бледность и снижение температуры конечности дистальнее места окклюзии. Лечение: содержать конечности в тепле внутрь блокаторы кальциевых каналов нифедипин 1040 мг внутрь 34 раза в день.
33994. Лапароскопическая хирургия 24.5 KB
  Следуя интересам пациентов сведение до минимума травматичности операции и под давлением различных социальноэкономических факторов необходимость уменьшать длительность пребывания пациентов в стационаре и быстрее возвращать их к нормальной жизни и работе достижения в современной хирургии и современных технологиях дали рождение новой эре в хирургии эре малоинвазивной хирургии. Противопоказания: Критерии отбора пациентов для лапароскопических операций изменились за последние 56 лет. Основой для безопасного отбора пациентов является...
33995. АБСЦЕСС АППЕНДИКУЛЯРНЫЙ 25 KB
  Частота 1419 случаев аппендикулярного инфильтрата. Этиология и патогенез Исход аппендикулярного инфильтрата при неблагоприятном течении Аппендикулярный инфильтрат ограничивается большим сальником и прилегающими петлями кишечника При благоприятном течении аппендикулярный инфильтрат рассасывается в сроки от 2 до 4 нед При неблагоприятном стечении обстоятельств позднее поступление в стационар устойчивость микрофлоры к антибиотикам и т. происходит абсцедирование инфильтрата. При наличии признаков острого аппендицита в течение 23...