84320

Расчет многокаскадного усилителя с ООС

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Исходные данные и цель работы. Структура и свойства выбранного типа ООС. Разработка структурной и принципиальной схемы усилителя Разработка структурной схемы. Разработка принципиальной схемы. Обозначения элементов принципиальной схемы. Расчет элементов принципиальной схемы усилителя...

Русский

2015-03-18

224.41 KB

2 чел.

Федеральное агентство связи

Федеральное Государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»

Кафедра ТЭ

Курсовая работа

«Расчет многокаскадного усилителя с ООС »

                                               Выполнил: Устюжанин А.А.

Преподаватель: Брикман А.И.

Вариант 8


Новосибирск, 2014

Содержание

Исходные данные и цель работы. 3

Структура и свойства выбранного типа ООС. 4

Разработка структурной и принципиальной схемы усилителя 4

Разработка структурной схемы. 4

Разработка принципиальной схемы. 5

Обозначения элементов принципиальной схемы. 6

Расчет элементов принципиальной схемы усилителя и показателей его стабильности. 7

Расчет схемы без подключения ООС. 7

Расчет схемы с подключение ООС. 10

Расчет отклонений 10

Заключение 11

Приложения 1 12

Приложение 2 13

Приложение 3 14


Исходные данные и цель работы.

Цель курсовой работы – разработать устройство с большим коэффициентом усиления по напряжению, при помощи обратной связи.

Исходные данные:

Вариант №8

Модель БТ – КТ3102B

Модель ПТ – KP308A

ЕК=9 В

Модуль источника сигнала -  SS-L

Uн= 1.1 В

Rн= 0,55 кОм

Ess=5мВ

Rss=0.6кОм

Kuo=220

Цель работы:

Провести полный расчет 3-х каскадного усилителя при заданных в варианте условиях.

Структура и свойства выбранного типа ОС

Правильно выбранный тип ООС уменьшает потери согласования. Для усилителя напряжения правильный тип ООС – последовательная ООС по напряжению. При данном типе ООС RBX – растет, а RВЫХ – падает.

Предварительный анализ исходных данных

Для получения полного комплекса исходных данных необходимо проанализировать предлагаемый модуль источника сигнала.

Iss измеряется в режиме КЗ, т.е. ключ [space] должен быть замкнут.

Iss = 8.334 мкА

Ess измеряется в режиме ХХ, т.е. ключ [space] должен быть разомкнут.

Ess =5 мВ

Rss= Ess/ Iss=600 Ом [1]

Далее находим номинальный коэффициент усиления:

Ku.nom=Uн/Ess=220 [2]


Параметры биполярного транзистора:   β = 299;

                     h21e = 402.


Структура и свойства выбранного типа ООС.

Правильно выбранный тип ООС уменьшает потери согласования. Для усилителя напряжения правильный тип ООС – последовательная ООС по напряжению. При данном типе ООС RBX – растет, а RВЫХ – падает.

Разработка структурной и принципиальной схемы усилителя

Разработка структурной схемы.

Структурная схема представляется в виде последовательности прямоугольных блоков.

Схема состоит из трех каскадов.

Обоснование выбора каскадов:

- каскад с ОИ обеспечивает практически любое значение Rin.

-  каскад с ОЭ обеспечивает самые высокие значения Ku0 до 400

- каскад с ОК обеспечивает самые низкие значения Rout в единицы ОМ, с учетом влияния ООС можно его понизить до долей Ом.


Разработка принципиальной схемы.



Обозначения элементов принципиальной схемы.

Схема содержит три каскада: VT1, VT2, VT3 (слева направо)

Резисторы в схемах имеют двух- или трехзначный индекс:

1-й символ – буква, название вывода транзистора: е –эмиттер, b – база,  c – коллектор и т.д

2-й символ – цифра, индекс транзистора.

3-й символ – цифра, индексация резисторов базовой цепи.

ос – элементы обратной связи;

ss – сопротивление/напряжение генератора;

 n – нагрузка.


Расчет элементов принципиальной схемы усилителя и показателей его стабильности.

Расчет схемы без подключения ООС.

Расчет начинанием с выходного каскада.

Выходной каскад – эмиттерный повторитель:

Амплитудное значение тока нагрузки: (1)

Ток покоя: (2)

(3)

по Е24 (4)

Базовый делитель:

откуда по Е24 (5)

Действительные значения:

Коэффициент усиления выходного каскада:

(8)

Входное сопротивление третьего каскада:

(9)

Промежуточный каскад – ОЭ.

Амплитудное значение тока: (10)

В случае правильного выбора и расчетов уже в промежуточном каскаде максимальное значение тока покоя может быть < 1мА.

В любом случае для расчетов выбирать ток не менее 1 мА
          (11)

(12)

откуда . (13)

По ряду Е24

Базовый делитель:

откуда по Е24 (16)

Действительные значения:

Коэффициент усиления промежуточного каскада:

(19)

Входное сопротивление каскада:

(20)

Входной каскад – ОИ.

Ток покоя: (21)

(22) по Е24 Rs=0.3 кОм

Крутизна в рабочей точке:

(23)

Уравнение выходной цепи:

(24)

Коэффициент усиления каскада с учетом нагрузки:

(25)

Общий коэффициент усиления:

(26)


Расчет схемы с подключение ООС.

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

0.998 (34)

(35)

(36)

Расчет отклонений

Отклонение значения коэффициента усиления от номинального значения вследствие конечной глубины ООС в идеальных условиях на входе и выходе:

  (37)

Отклонение значения коэффициента усиления от номинального значения вследствие конечной глубины ООС в реальных условиях.

 (38)

Заключение

В данной работе я спроектировал каскадный усилитель, используя разные каскады, добился требуемого номинального коэффициента усиления.

Расчетные и экспериментальные значения сошлись с небольшим отклонением.


Приложения 1

Таблица 2. Перечень элементов схемы усилителя

Обозначение

Ед. изм.

Расчет

Е24

(в схеме)

Номер формулы

Входной каскад с ОИ

Rd

кОм

0.87

0.91

24

Rs

Ом

16

16

22

С1

мкФ

-

3.3

-

С12

мкФ

-

3.3

-

С13

мкФ

-

330

-

C13

мкФ

-

470

-

Промежуточный каскад с ОЭ

Rб21

кОм

470

470

16

Rб22

кОм

51

51

16

Rc2

кОм

3.9

3.9

14

Re2

Ом

390

390

15

С2

мкФ

-

3.3

-

Се2

мкФ

-

470

-

Выходной каскад с ОК

Rб31

кОм

100

100

5

Rб32

кОм

200

200

5

Re3

кОм

1.131

1.1

4

С3

мкФ

-

3.3

-

Цепь с ООС

Roc

кОм

-

7,5

30

Сoc

мкФ

-

470

-


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29461. Абсолютная сходимость. Абсолютная сходимость числовых рядов 16.52 KB
  Смотрите также: условная неабсолютная сходимость числовых рядов СвойстваПравить из сходимости ряда вытекает сходимость ряда . При исследовании абсолютной сходимости ряда используют признаки сходимости рядов с положительными членами. Если ряд расходится то для выявления условной сходимости числового ряда используют более тонкие признаки: Признак Лейбница признак Абеля признак Дирихле. Абсолютная сходимость в математике вид сходимости рядов и интегралов.
29462. Условно сходящиеся числовые ряды и теорема Римана 78.92 KB
  Если числовой ряд сходится а ряд составленный из абсолютных величин его членов расходится то исходный ряд называется условно неабсолютно сходящимся. Теорема Римана об условно сходящихся рядах помогает при вычислении суммы бесконечного ряда. Пусть ряд сходится условно тогда для любого числа S можно так поменять порядок суммирования что сумма нового ряда будет равна S.
29463. Признак Абеля, пример 33.9 KB
  Признак Абеля сходимости несобственных интегралов[править] Признак Абеля дает достаточные условия сходимости несобственного интеграла. Признак Абеля для несобственного интеграла Iрода для бесконечного промежутка. Признак Абеля для несобственного интеграла IIрода для функций с конечным числом разрывов.
29464. Признак Дирихл 50.3 KB
  Признак Дирихле теорема указывающая достаточные условия сходимости несобственных интегралов и суммируемостибесконечных рядов. Названа в честь немецкого математика ЛежёнаДирихле. Признак Дирихле сходимости несобственных интегралов первого рода Пусть выполнены условия: и имеет на ограниченную первообразную то есть ; функция ; .
29465. Метод среднего арифметического в числовых рядах 44.37 KB
  Утверждение: Сумма расходящегося ряда равна по методу средних арифметических. Итого и ряд имеет сумму по методу средних арифметических. [править]Необходимый признак Из предыдущего пункта вытекает необходимый признак: Утверждение: Если ряд суммируется методом средних арифметических то .
29466. Функциональные последовательности и функциональные ряды. Понятие равномерной сходимости 23.15 KB
  Понятие равномерной сходимости Равномерная сходимость функционального ряда Пусть – функции комплексной переменной z. Важнейшим понятием для теории таких рядов является понятие равномерной сходимости. Желание избавится от z и приводит к понятию равномерной сходимости функционального ряда. Каждое значение x ∈ I для которого последовательность 3 имеет некоторый конечный предел принадлежит области сходимости этой последовательности.