84622

ЛИНЕЙНЫЙ ОДНОКАСКАДНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ СИГНАЛА ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Рассчитать элементы схемы однокаскадного усилителя, удовлетворяющего указанным техническим требованиям: Усилительный каскад выполнить по заданной схеме с общим эмиттером; Рекомендуемый тип транзистора КТ363А; Амплитуда неискаженного выходного сигнала не менее 2,5 В...

Русский

2015-03-20

433 KB

3 чел.

PAGE  3

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Институт автоматики и вычислительной техники

Кафедра электрофизики

Курсовая работа

ЛИНЕЙНЫЙ ОДНОКАСКАДНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

СИГНАЛА ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ

Выполнил

Студент

Чирва Елена Владимировна

Группа

А-08-08

Дата

25 мая 2011 г.

 

Принял

Преподаватель

Батянина Алла Павловна

Оценка

Дата

Москва, 2010 г.

Содержание

1. Расчетное задание и исходные данные

3

2. Расчёт элементов усилительного каскада

3

2.1. Схема усилительного каскада

3

2.2. Вольтамперные характеристики транзистора

4

2.3. Справочные данные на транзистор

5

2.4. Расчёт резисторов

5

2.5. Расчёт конденсаторов

8

3. Моделирование усилительного каскада на ЭВМ

9

3.1. Схема моделирования

9

3.2. Статический анализ схемы

9

3.3. Частотные характеристики усилителя

10

3.4. Амплитудная характеристика усилителя

11

3.5. Выводы

12


1. Задание на проектирование и исходные данные

Рассчитать элементы схемы однокаскадного усилителя, удовлетворяющего указанным техническим требованиям:

1. Усилительный каскад выполнить по заданной схеме с общим эмиттером;

2. Рекомендуемый тип транзистора КТ363А;

3. Амплитуда неискаженного выходного сигнала не менее 2,5 В;

4. Коэффициент усиления напряжения  при заданном сопротивлении нагрузки  Ом и внутреннем сопротивлении источника сигнала  Ом;

5. Усилитель при заданной емкости нагрузки  нФ должен обеспечить полосу пропускания  Гц …  кГц;

6. Температурный диапазон работы усилителя: -40ºС…+60ºС.

2. Обоснование и расчёт элементов усилительного каскада

2.1. Принципиальная схема усилительного каскада

  

Рис. 1 Принципиальная схема усилительного каскада

2.2. Вольтамперные характеристики транзистора

Рис. 2 Входная вольтамперная характеристика (ВАХ) транзистора КТ3107А

Рис. 3 Выходная ВАХ транзистора КТ3107А

2.3. Справочные данные на транзистор КТ3107А

- Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером .

- Предельная частота коэффициента передачи тока МГц.

- Предельно допустимый ток коллектора  мА.

- Максимально допустимое постоянное напряжение эмиттер-база  В.

- Максимально допустимое постоянное напряжение коллектор-база  В.

- Максимально допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер  В.

- Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора  мВт.

- Емкость коллекторного перехода  пФ.
- Емкость эмиттерного перехода  пФ.

2.4. Расчёт резисторов

Выбор рабочей точки транзистора.

По выходной ВАХ транзистора определим границу режима насыщения  В.

Запас для ухода рабочей точки из-за термонестабильности  В.

Амплитуда неискаженного выходного сигнала  В.

Тогда напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке  В.

Источник питания – источник ЭДС с напряжением  В.

Выберем точку, соответствующую току коллектора в рабочей точке, например,  мА, тогда на линейном участке входной ВАХ получим точку, соответствующую напряжению база-эмиттер  мВ и току базы  мА.

Зная ток коллектора рабочей точки, определим сопротивление  кОм равное сопротивлению выходной части каскада по постоянному току.

Отсюда определим сопротивление выходной части каскада по переменному току

Ом.

Найдём отклонения значений токов и напряжений из-за термонестабильности и разброса значений коэффициента β:

В

мА

А,

где Δβ = 35 (полуразность), сопротивление базы  кОм,

- коэффициент термонестабильности,

.

Проверим выбранное значение сопротивления базы:

кОм.

Рассчитаем значения сопротивлений R1 и R2, удовлетворяющие условиям:

,  , где  В.

Получим R1 = 2 кОм и R2 = 7.5 кОм.

Проверим, обеспечивают ли полученные значения сопротивлений необходимый рабочий режим транзистора:

мА;

мА;

В.

По входной и выходной ВАХ определим малосигнальные Н - параметры:

(при );

(при );

(при );

(при ).

Найдём коэффициент усиления напряжения, крутизну транзистора, входное и выходное сопротивления:

> 0.65, где

;

Ом;

кОм;

Ом;

.

Рис. 4 Нагрузочные прямые по переменному и постоянному токам

2.5. Расчёт конденсаторов

Рассчитаем разделительные конденсаторы Ср1 и Ср2, которые снижают коэффициент усиления каскада.

мкс;

.

Полагая, что :

мс.

Тогда из формул:

,

находим Ср1 = 0.75 мкФ, Ср2 = 2.4 мкФ.

Проверим, превысит ли полученное значение верхней границы частоты требуемое по условию:  кГц. Для этого должно выполниться условие  (1).

с;

;

с;

с, где .

с – условие (1) выполнилось.

Верхняя граница полосы пропускания:

МГц.

3. Моделирование усилительного каскада на ЭВМ

При помощи программы Micro-Cap 8.1.1.1 будем моделировать усилительный каскад на ЭВМ.

3.1. Схема моделирования

Рис.5 Схема моделирования

3.2. Статический анализ схемы

Рис.6 Анализ схемы по постоянному току

3.3. Частотные характеристики усилителя

Рис.7 Анализ нижней границы полосы пропускания

Рис.8 Анализ верхней границы полосы пропускания

Рис.9 Амплитудно-частотная (АЧХ) и фазочастотная (ФЧХ) характеристики

3.4. Амплитудная характеристика усилителя

Рис.10 Амплитудная характеристика

Рис.11 Качественное сравнение входного и выходного сигналов

3.5. Выводы

На рис. 6 видно, что токи и напряжения приближённо соответствуют рассчитанным, транзистор работает в линейном режиме (указатель LIN). Рис. 7 и 8 иллюстрируют полосу пропускания усилителя, верхняя и нижняя границы удовлетворяют условию задания. Коэффициент усиления превышает требуемый. На амплитудной характеристике

(рис. 10) показано, что минимальная амплитуда неискаженного выходного сигнала больше 2,5 В на заданном температурном диапазоне. Рис. 11 показывает, что усилительный каскад ОК не инвертирует сигнал. Чтобы проанализировать полученные результаты расчёта и моделирования каскада на ЭВМ, составим сравнительную таблицу:

Задание

Расчёт

ЭВМ

Коэффициент

усиления по

напряжению

0.65

0.73

0.996

Минимальная

амплитуда

неискаженного

сигнала, В

2.5

2.5

3.5

Нижняя граница

полосы пропускания, Гц

200

200

190

Верхняя граница

полосы пропускания, Гц

35к

1.4М

22М

Видно, что результаты теоретического расчёта и практического моделирования  на ЭВМ удовлетворяют условиям технического задания.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34282. Изменчивость 48.89 KB
  На основе изменчивости организмов появляется генетическое разнообразие форм которые в результате действия естественного отбора преобразуются в новые виды. Виды: Ненаследственная модификационная фенотипическая В результате изменение условий среды организм изменяется в пределах НОРМЫ РЕАКЦИИ это пределы рамки в которых возможно изменение признака у денного генотипа например норма реакции молочности у коров колеблется от 1000 до 2500 кг заданной генотипом. 2 Наследственная генотипическая а...
34283. Гипотезы происхождения эукариотических клеток 194 KB
  Согласно симбиотической гипотезе популярной в настоящее время корпускулярные органеллы эукариотической клетки имеющие собственный геном характеризуются независимым происхождением и ведут начало от прокариотических клетоксимбионтов. Первоначально объем информации и геномах клеткихозяина с одной стороны и симбионтов презумптивных митохондрий центриолей и хлоропластов с другой был повидимому сопоставим. В дальнейшем могла произойти утрата геномами симбионтов части генетических функций с перемещением блоков генов в геном...
34284. Медицинская экология. Предмет, содержание, задачи и методы. Появление нового типа заболеваний человека – экологически зависимых болезней 13.29 KB
  Появление нового типа заболеваний человека – экологически зависимых болезней. Медицинская экология пытается установить причину заболеваний в непосредственной связи с окружающей средой при этом учитывается большое разнообразие экологических факторов нозологических форм заболеваний и генетических особенностей человека. Появился новый тип заболеваний человека который можно назвать экологически обусловленными заболеваниями или как их иногда называют экологически зависимыми экологически связанными заболеваниями. Хронических...
34285. Мута́ция 22.01 KB
  Изменение числа генов: гаплоидия кратное уменьшение числа хромосом у потомства полиплоидия геном представлен 2 наборами хромосом различают аллополиплоидов имеются наборы хромосом полученные при гибридизации от разных видов и аутополиплоидов происходит увеличение числа наборов хромосом собственного генома кратное n. анеуплоидия гетероплоидия изменение числа хромосом не кратное гаплоидному набору 2. Изменение числа хромосом: моносомия отсутствие в хромосомном наборе диплоидного организма одной хромосомы полисомия...
34286. Общая периодизация и характеристика основных этапов постэмбрионального онтогенеза 56 KB
  Влияние генетических факторов условий и образа жизни на процесс старения. Влияние факторов Ряд наблюдений легли в основу достаточно распространенной точки зрения о наследуемости продолжительности жизни и следовательно наличии генетического контроля или даже особой генетической программы старения. Вопервых максимальная продолжительность жизни ведет себя как видовой признак.Описаны наследственные болезни с ранним проявлением признаков старости и одновременно резким сокращением продолжительности жизни.
34287. Онтогене́з 31 KB
  Постэмбриональное развитие Постэмбриональное развитие бывает прямым и непрямым. Прямое развитие развитие при котором появившийся организм идентичен по строению взрослому организму но имеет меньшие размеры и не обладает половой зрелостью. Дальнейшее развитие связано с увеличением размеров и приобретением половой зрелости.
34289. Старение 16.82 KB
  Опыты показывали что вытяжка из семенников молодого организма повышала тонус у старого. источник – толстая кишечник – в нём гнилостные процессы азотистый обмен самого организма. биологические часы 1вилочковая железа прекращает работу при переходе организма в зрелый возраст 2нервная система гипоталамус симпатическая нервная система Долгожители – старше 90 лет; долгожительство характеризует определенные этнические группы проживающие в основном в сельской местности. Биологический смысл старения заключается в том что оно делает...
34290. Регенерация 16.32 KB
  Виды: физиологическая – восстановление органов тканей клеток после разрушения их в процессе жизнедеятельности организма непрерывное восстановление структур на клеточном тканевом и внутриклеточном уровнях; благодаря физиологической регенерации поддерживается структурный гомеостаз и обеспечивается возможность постоянного выполнения органами их функций; самообновление пролиферативная регенерация вид физиологической; восполнение численности клеток за счет их деления – обновление производных эпидермиса – волосы ногти. ...