43261

Проектирование усилительного устройства

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Основной задачей курсового проекта является разработка схемы электрической принципиальной усилительного устройства по заданным параметрам, а так же освоение практических навыков в области проектирования, для более близкого знакомства со всеми этапами разработки электрической схемы

Русский

2013-11-04

224.5 KB

3 чел.

Министерство образования Российской Федерации

Сибирский государственный технологический университет

Факультет Автоматизации и информационных технологий

Кафедра электротехники

УСИЛИТЕЛЬ

Разработка схемы электрической принципиальной

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Руководитель:

_____________

(подпись)

_____________________________

(оценка, дата)

Выполнил студент гр. 22-2

_____________ Любимов Р.С.

(подпись)

_________________

(дата)


Министерство образования Российской Федерации

Сибирский государственный технологический университет

Факультет Автоматизации и информационных технологий

Учебная дисциплина: Электротехника

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

Тема: «Проектирование усилительного устройства»

Студент: Любимов Р.С. гр. 22-2

Дата выдачи: 6 апреля 2002 г.

Срок выполнения: 20 апреля 2002 г.

Руководитель:


Исходные данные:

№ Варианта ………………………………………………………...21

Eг, В………...……………… ………………………………………5,1

Rг, МОм.….…..………………………………………………………1

Rн, Ом.………………………………………………………………12

Pн, Вт ……………………………………………………………….1,2

Тип фильтра………..………………………………………………ФВЧ

Тип аппроксимации фильтра……………………………………...Бесселя

Порядок фильтра……………………………………………………4

fc, Гц………………………………………………………………….650

  1.  Предварительный расчёт
  2.  Блок схема
  3.  Расчёт элементов схемы
  4.  Описание работы схемы
  5.  Обоснование выбора схемы блока питания

Руководитель: __________________

(подпись)

Задание принял к исполнению:

(подпись)


Содержание

СИБГТУ 000.000.021.ПЗ

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Разработал

Любимов Р.С.

Усилитель

Литера

Лист

Листов

Проверил

1

9

Т.конртр.

СибГТУ

Н.контр.

Утв.

ФАИТ      Гр.     22-2

Введение…………………………………………………………………….2

1. Предварительный расчёт………………………………………………...3

2. Структурная схема……………………………………………………….3

3. Расчёт элементов схемы…………………………………………………4

4. Описание схемы электрической принципиальной…………………….7

5. Выбор схемы блока питания………………………………………….…8

Список литературы…………………………………………………………9


Введение

Основной задачей курсового проекта является разработка схемы электрической принципиальной усилительного устройства по заданным параметрам, а так же освоение практических навыков в области проектирования, для более близкого знакомства со всеми этапами разработки электрической схемы.

СИБГТУ 000.000.021.ПЗ

лист

2

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата


1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ

Рассчитываем коэффициент усиления по напряжению

СИБГТУ 000.000.021.ПЗ

лист

3

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Промежуточных каскадов усиления не требуется т.к. необходимую мощность можно обеспечить одним оконечным каскадом.

2. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА УСИЛИТЕЛЯ

Вх.    


СИБГТУ 000.000.021.ПЗ

лист

4

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3. РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ

  1.  Расчёт элементов активного фильтра

b1=5,7924 C1=9,1401

b2=4,2076 C2=11,488

С4= С5= С13= С15= С0===15 н

R2===5,6 k

R4===3,6 k

R6===7,8 k

R7===2,8 k

  1.  Расчёт элементов усилителя мощности
    1.  Определяем с небольшим запасом мощность, которую должны обеспечить выходные транзисторы:

PН1,1 PН

PН=1,11,2=1,32 Вт

  1.  Находим амплитуду напряжения на нагрузке, и амплитуду коллекторного тока:

UН=  IН=

UН.мах=UН IН.max= IН

UН==3.98 В

UН.мах==5,63 В

IН==0,33 А

IН.max==0,46 А

3.2.3 Задаёмся значением начального тока коллектора:

IК0=(0,050,1) IН

IК0=0,10,33=0,033 А

СИБГТУ 000.000.021.ПЗ

лист

5

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3.2.4 Определяем величины сопротивлений резисторов R15  и R16:

R15=R16=

R15=R16==9,1 Ом

3.2.5 Выбираем напряжение питания усилителя:

UП UНАС+ UН.мах+ UП+RЭIН.мах

где UНАС=(0,51,5) В

UП =1+5,63+9,10,46=10,8 В

Выбираем стандартное напряжение равное 12 В

3.2.6 Выбираем выходные транзисторы по следующим параметрам:

IК.max  IН.max UКЭ  

IК.max =0,5 А UКЭ =212=24 В

КТ814Б

КТ815Б

IК.max , А

1,5

1,5

UКЭ.max , В

40

40

PК.max , Вт

10

10

H21Э

4070

4070


СИБГТУ 000.000.021.ПЗ

лист

6

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3.2.7 Определяем ток базы выходных транзисторов:

Iб0= Iбм=

Iб0==0,6 мА Iбм==8,4 мА

3.2.8 Выбираем операционный усилитель DA3 из условия что полученный ток должен быть не больше допустимого Iвых ОУ.

Выбираем микросхему : 157УД1 с выходным током 300 мА

3.2.9 Рассчитываем параметры базового делителя:

Потенциал базы выходного транзистора при отсутствии сигнала:

Uб= Uбэ0+ Uэ , где

 Uбэ0 – величина напряжения при Iб0=0,6 мА

 Uбэ0=0,65 В

Uб=0,65+0,3=0,95 В

Выбираем тип диодов VD1 и VD2 по следующим параметрам:

Uпр=Uб  Iпр= IД=20Iб=10 мА

 

Выбираем диод : 2Д104А

Рассчитываем R13 и R14:

R13=R14=

R13=R14==1 Ом

3.2.10 Определяем величины резисторов R9 , R10 и R12 :

 

KU=

Задаёмся величиной R12=1 М

R10===1,3 М

R9 = ==430 к

4. ОПИСАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ.

4.1. Входной каскад:

Входной каскад предназначен для согласования источника сигнала с усилительным устройством и собственно никакого влияния на сигнал не оказывает. Входной сигнал, поступая на этот каскад, полностью передаётся на фильтр верхних частот.
4.2. Активный Фильтр
ФВЧ представляет собой двухкаскадный фильтр Бесселя с частотой среза равной 650 Гц. Сигнал поступая со входного каскада проходит через фильтр если имеет частоту равную или большую 650 Гц и задерживается если имеет частоту меньше частоты среза, после чего поступает на выходной каскад усилителя.
4.3. Усилитель мощности
Выходной каскад усилителя собран на операционном усилителе DA3, выход которого нагружен оконечным усилителем мощности собранным по схеме с общим коллектором.
Сигнал поступает на вход операционного усилителя и усиливается им до необходимой мощности для выходных транзисторов VT1, VT2, после чего усиливается этими транзисторами и затем проходит на нагрузку.

СИБГТУ 000.000.021.ПЗ

лист

7

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата


5. ВЫБОР СХЕМЫ БЛОКА ПИТАНИЯ
Для питания схемы усилителя используется два источника питания собранных на одном трансформаторе. Первый для питания микросхем операционных усилителей, а второй для питания выходного каскада. Это необходимо для исключения влияния выходного каскада на остальную часть усилителя, что бы ни происходило самовозбуждение.
5.1. Выбор диодных мостов:
Для питания схем операционных усилителей выбираем сдвоенный диодный мост КЦ402Ж с IПР.max= 600 мА т.к. потребляемый ток этими каскадами равен 28 мА.
Для питания схемы выходного каскада выбираем диодный мост КЦ402А с IПР.max=1 А т.к. потребляемый ток этими каскадами равен 500мА.
5.2. Выбор стабилизаторов:
Для стабилизации напряжений схемы усилителя выбираем стандартную микросхему КР142ЕН8Б с напряжением стабилизации 12 В.
5.3. Выбор трансформатора:
Выбираем трансформатор с необходимым напряжением вторичных обмоток (15 В) для стабилизаторов.

СИБГТУ 000.000.021.ПЗ

лист

8

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата


СПОСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Промышленная электроника: Методические указания к выполнению курсовой работы. - Красноярск : КГТА, 1995.

2. М.С. Лурье : Промышленная электроника: Аналоговые устройства промышленной электроники. - Красноярск : КГТА, 1996.

СИБГТУ 000.000.021.ПЗ

лист

9

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Зона

Поз.

Обознач.

Наименование

Кол.

Примечание

Конденсаторы

C1

К50 – 10,0 М47

1

C2

К10 – 200 М47

1

C3

К10 – 5,1н М47

1

C4,C5

К10 – 15н М47

2

С6…C9

К50 – 2000,0 16В М47

4

C10,C11

К50 – 1,0 М47

2

C12

К10 – 6 М47

1

C13

К10 – 15н М47

1

C14

К10 – 68 М47

1

C15

К10 – 15н М47

1

C16

К10 – 6 М47

1

C17

К10 – 68 М47

1

C18

К50 – 10,0 М47

1

C19

К10 – 6 М47

1

C20

К10 – 68 М47

1

Микросхемы

DA1

К153УД1

1

DA2

К140УД2

1

DA3

1

DA4

1

DA5

К157УД1

1

Резисторы

R1

C2-6 1,5 кОм 10 %

1

R2

C2-6 5,6 кОм 10 %

1

R3

C2-6 470 кОм 10 %

1

R4

C2-6 3,6 кОм 10 %

1

R5

C2-6 30 Ом 10 %

1

R6

C2-6 7,8 кОм 10 %

1

R7

C2-6 2,8 кОм 10 %

1

R8

C2-6 30 Ом 10 %

1

R9

C2-6 430 кОм 10 %

1

R10

C2-6 1,3 МОм 10 %

1

R11

C2-6 30 Ом 10 %

1

R12

C2-6 1 МОм 10 %

1

 

СИБГТУ 000.000.021.ПЗ

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Разработал

Любимов Р.С.

Усилитель

Перечень элементов

Литера

Лист

Листов

Проверил

1

2

Т.конртр.

СибГТУ

Н.контр.

Утв.

ФАИТ      Гр.     22-2

Зона

Поз.

Обознач.

Наименование

Кол.

Примечание

R13...R14

C2-6 1 Ом  10 %

2

R15...R16

C2-6 9,1 Ом  10 %

2

RP1

CП3-100к

1

Диоды

VD1…VD4

КЦ402А

1

VD5…VD8

КЦ402Ж

1

VD9

2Д104А

1

VD10

2Д104А

1

Транзисторы

VT1

КТ815Б

1

VT2

КТ814Б

1

СИБГТУ 000.000.021.ПЗ

лист

2

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

67477. Суперкомпьютер SuperMUC 600 KB
  Производительность суперкомпьютеров чаще всего оценивается и выражается в количестве операций с плавающей точкой в секунду (FLOPS). Это связано с тем, что задачи численного моделирования, под которые и создаются суперкомпьютеры, чаще всего требуют вычислений, связанных с вещественными числами с высокой степенью точности
67478. ОСНОВЫ КВАЗИРЕЛЯТИВИСТСКОЙ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ. УРАВНЕНИЕ ДИРАКА 147.5 KB
  Первое слагаемое - вероятность найти частицу с положительной энергией, второе - с отрицательной энергией. Видим, что сохраняется только сумма этих вероятностей. Поэтому состояния с отрицательными энергиями нельзя просто выбросить - сразу нарушится вероятностная интерпретация.
67479. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦ С ВНЕШНИМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ. УРАВНЕНИЕ ПАУЛИ 250 KB
  Вернемся к уравнению Клейна-Гордона - релятивистскому уравнению второго порядка, которому должна подчиняться любая волновая функция. Из него было ранее получено уравнение непрерывности
67480. ЭЛЕКТРОН В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ 550.5 KB
  Имея полный гамильтониан, легко убедиться, что он коммутирует с При этом не входит в уравнение, а потому по проекции полного момента будет вырождение. Энергетические уровни будут характеризоваться собственными значениями трех первых операторов...
67481. НАУКА “РОБОТОТЕХНІКА”, ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ТА ОСТАННІ ДОСЯГНЕННЯ 236 KB
  Робототехніка і гнучкі виробничі системи є найважливішою технічною основою інтенсифікації виробництва. Це, з одного боку, дітище науково-технічного прогресу, а з іншою — його рушійна сила в розвитку сучасного промислового виробництва.
67482. Завдання, організація та актуальні питання медичної служби Збройних Сил України на воєнний час 148 KB
  Навчальна та виховна мета: розкрити найбільш складні та актуальні питання щодо ролі та місця у військовій медицині наукової дисципліни організації медичного забезпечення військ; ознайомити з організаційною структурою медичної служби ЗС України та її завданнями на воєнний час...
67483. ПОНЯТТЯ ТА СИСТЕМА ПРИРОДНОРЕСУРСОВОГО ПРАВА 145 KB
  Наукове значення природи полягає в безкінечній різноманітності об’єктів та процесів, які її складають і потребують вивчення. Іншими словами, природа є важливим джерелом наукових знань, основою для розвитку різноманітних галузей науки.
67484. РОБОТОТЕХНІЧНІ СИСТЕМИ (РТС), ЇХ СТРУКТУРА 337 KB
  Роботизований технологічний процес технологічний процес в якому в ролі основного технологічного устаткування використовуються промислові роботи і маніпулятори. З цією метою роботи доцільно сполучити з таким технологічним устаткуванням яке оснащене числовим програмним...
67485. Предприятие в условиях рыночной экономики 280 KB
  Цель моей работы рассмотреть и показать на примере, как предприятие функционирует в условиях рыночной экономики, какие виды и организационно-правовые формы предприятия существуют, какую роль играет ценообразование и какие методы планирования применяют предприятия.