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

22383. Обратная связь (ОС) в усилителях 154 KB
  Влияние ОС на стабильность Ку Однако уменьшая Ку ООС увеличивает его стабильность. стабильность коэффициент усиления в усилителе с ООС в 1 раз выше чем в усилителе без ООС. Пример Пусть усилитель имеет Ку=100 и охвачен ООС причем коэффициент передачи цепи ОС . Стабилизация коэффициента усиления при введении ООС объясняется тем что увеличение усиления за счет любых причин вызывает возрастание напряжения ОС что вызывает уменьшение входного напряжения т.
22384. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ. ТИПИЗАЦИЯ СБОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 17.73 KB
  Так например элементы перекрытий и покрытий должны быть прочными и достаточно жесткими чтобы их прогиб не нарушал эксплуатационного режима здания: стены и колонны поддерживающие покрытия должны быть прочными и устойчивыми. Все здания в целом должны обладать пространственной жесткостью т. Здания бывают каркасными и бескаркасными. В бескаркасных зданиях пространственная жесткость создаётся благодаря совместной работе продольных и поперечных стен соединенных покрытиями в единую пространственную систему.
22385. СТАДИИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 360.47 KB
  2: стадия I до появления трещин в бетоне растянутой зоны когда напряжения в бетоне меньше временного сопротивления растяжению и растягивающие усилия воспринимаются арматурой и бетоном совместно; стадия II после появления трещин в бетоне растянутой зоны когда растягивающие усилия в местах где образовались трещины воспринимаются apматypoй и участком бетона над трещиной а на участках между трещинами арматурой и бетоном совместно; стадия III стадия разрушения характеризующаяся относительно коротким периодом работы элемента когда...
22386. МЕТОД РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ. СУЩНОСТЬ МЕТОДА. ДВЕ ГРУППЫ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ. КЛАССИФИКАЦИЯ НАГРУЗОК. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА 17.19 KB
  Конструкция может потерять необходимые эксплуатационные качества по одной из двух причин: 1 в результате исчерпания несущей способности разрушения материала в наиболее нагруженных сечениях потери устойчивости некоторых элементов или всей конструкции в целом; 2 вследствие чрезмерных деформаций прогибов колебаний осадок а также изза образования трещин или чрезмерного их раскрытия. Строительные конструкции рассчитывают по методу предельных состояний который дает возможность гарантировать сохранение...
22387. ИЗГИБАЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ. РАСЧЕТЫ ПРОЧНОСТИ ПО НОРМАЛЬНЫМ И НАКЛОННЫМ СЕЧЕНИЯМ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЯМОУГОЛЬНОГО И ТАВРОВОГО ПРОФИЛЯ. РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНЫХ СТЕРЖНЕЙ 866.99 KB
  РАСЧЕТЫ ПРОЧНОСТИ ПО НОРМАЛЬНЫМ И НАКЛОННЫМ СЕЧЕНИЯМ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЯМОУГОЛЬНОГО И ТАВРОВОГО ПРОФИЛЯ. Поперечные стержни сеток распределительная арматура принимают меньших диаметров общим сечением не менее 10 сечения рабочей арматуры поставленной в месте наибольшего изгибающего момента; располагают их с шагом 250 300 мм но не реже чем через 350 мм. Железобетонные балки могут иметь прямоугольные тавровые двутавровые трапецеидальные поперечные сечения рисунок 7.2 – Формы поперечного сечения балок и схемы их армирования а прямоугольная;б...
22388. Сжатые и растянутые элементы. Конструктивные особенности. Расчет прочности центрально И Внецентренно растянутых элементов. Расчет внецентренно сжатых элементов таврового и двутаврового сечений 1.23 MB
  Расчет прочности центрально И Внецентренно растянутых элементов. Расчет внецентренно сжатых элементов таврового и двутаврового сечений. НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАСТЯНУТЫХ И СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Сжатые элементы. Конструктивные особенности сжатых элементов К центральносжатым элементам условно относят: промежуточные колонны в зданиях и сооружениях; верхние пояса ферм загруженных по узлам; восходящие раскосы и стойки ферменной решетки.
22389. ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН ЦЕНТРАЛЬНО РАСТЯНУТЫХ, ИЗГИБАЕМЫХ, ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ И РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 101.52 KB
  ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН ЦЕНТРАЛЬНО РАСТЯНУТЫХ ИЗГИБАЕМЫХ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ И РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. Общие положения Трещиностойкость элементов как условлено ранее это сопротивление образованию трещин в стадии I или сопротивление раскрытию трещин в стадии II.
22390. РАСЧЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН, НОРМАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ ЭЛЕМЕНТА. СОПРОТИВЛЕНИЕ РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ТРЕЩИНАМИ 235.22 KB
  РАСЧЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН НОРМАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ ЭЛЕМЕНТА. СОПРОТИВЛЕНИЕ РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ТРЕЩИНАМИ. Расчет по образованию трещин нормальных к продольной оси элемента Этот расчет заключается в проверке условия что трещины в сечениях нормальных к продольной оси элемента не образуются если момент внешних сил М не превосходит момента внутренних усилий в сечении перед образованием трещин Мcrcт.
22391. КРИВИЗНА ОСИ ПРИ ИЗГИБЕ, ЖЕСТКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА 161.5 KB
  КРИВИЗНА ОСИ ПРИ ИЗГИБЕ ЖЕСТКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА Расчет перемещений железобетонных элементов прогибов и углов поворота связан с определением кривизны оси при изгибе или с определением жесткости элементов. Считается что элементы или участки элементов не имеют трещин в растянутой зоне если при действии постоянных длительных и кратковременных нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке γf= 1 трещины не образуются. Кривизна оси при изгибе и жесткость железобетонных элементов на участках...