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

22902. Поняття матриці 35 KB
  Числа αij називаються елементами матриці. Положення кожного елемента в матриці визначається номерами рядка і стовпчика в яких знаходиться цей елемент. Наприклад елемент знаходиться в му рядку і стовпчику матриці А.
22903. Поняття визначника n- го порядку 35.5 KB
  В кожному добутку по одному і лише по одному елементу з кожного рядка і кожного стовпчика визначника. Співмножники в кожному добутку можна упорядкувати за першим індексом. В першому добутку при упорядкуванні за першим індексом другі індекси утворюють перестановку 1 2. В другому добутку при упорядкування за першим індексом другі індекси утворюють перестановку 21.
22904. Аналітичний запис визначника 18.5 KB
  Розглянемо визначник n го порядку Кожен добуток з яких складається визначник можна упорядкувати за першим індексом тобто записати у вигляді a1α1 a2α2 anαn де α1 α2. Тоді знак з яким добуток a1α1 a2α2 anαn входить у визначник Δ визначається парністю перестановки α1 α2.
22905. Друге означення визначника 47.5 KB
  Таким чином на відміну від першого означення визначника знак при даному добутку визначається парністю перестановки перших індексів при упорядкуванні добутку за другими індексами. Припустимо що при цьому було зроблено транспозицій елементів перестановки. Від перестановки α1 α2. αn можна перейти за допомогою транспозицій до перестановки 1 2.
22906. Лема про знак 126 KB
  Тоді добуток входить до визначника Δ зі знаком Доведення. Зрозуміло що даний добуток входить до визначника . За означенням визначника даний добуток входить до визначника зі знаком тобто зі знаком . Аналітичний запис визначника.
22907. Визначник трикутного вигляду 34 KB
  В ньому визначаються дві діагоналі. Визначником трикутного вигляду відносно головної діагоналі називається визначник всі елементи якого що стоять вище або нижче головної діагоналі дорівнюють 0. Таким чином можна зробити висновок: визначник трикутного вигляду відносно головної діагоналі дорівнює добутку елементів головної діагоналі Δ= a11a22ann Означення. Визначником трикутного вигляду відносно побічної діагоналі називається визначник всі елементи якого що стоять вище або нижче побічної діагоналі дорівнюють 0.
22908. Транспонування визначника 33 KB
  В перший стовпчик визначника Δ1 запишемо елементи першого рядка визначника Δ не змінюючи їх порядок. Далі в другий стовпчик визначника Δ1 запишемо елементи другого рядка визначника Δ не змінюючи їх порядок і так далі. В nй стовпчик визначника Δ1 запишемо елементи nго рядка визначника Δ.
22909. Властивості визначників 96.5 KB
  Будемо формулювати і доводити властивості лише для рядків визначника але за попереднім зауваженням вони мають місце і для стовпчиків визначника. Нульовим рядком називається рядок визначника всі елементи якого дорівнюють 0. Нехай й рядок визначника Δ нульовий. Якщо в визначнику переставляються місцями два рядки то змінюється лише знак визначника.
22910. Теорема про розклад визначника за елементами рядка або стовпчика 67 KB
  Доповнюючим мінором елемента aij називається визначник Mij який одержуються викресленням з визначника Δ i го рядка та j го стовпчика. Ця теорема дозволяє звести обчислення визначника n го порядку до обчислення визначників порядку n1. Фіксуємо iй рядок визначника Δ та доведемо що всі добутки що складають доданок aijAij входять у визначник Δ причому з таким самим знаком як і у доданку aijAij.