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

15761. Статистика продукции промышленности 70 KB
  Тема 2. Статистика продукции промышленности Экономический потенциал страны определяется масштабом развития ее промышленности. Цель деятельности любого промышленного предприятия производство продукции. 2.1. Под продукцией промышленности понимают прямой полезный р...
15762. СТАТИСТИКА ЧИСЛЕННОСТИ РАБОТНИКОВ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ 73.5 KB
  ТЕМА 3. СТАТИСТИКА ЧИСЛЕННОСТИ РАБОТНИКОВ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ Персонал предприятия фирмы это совокупность физических лиц отношения которых с предприятием регулируются договором найма. Согласно общероссийскому классификатору профессии рабочих должн
15763. СТАТИСТИКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТРУДА 76.5 KB
  Тема 4. СТАТИСТИКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТРУДА. Под производительностью труда понимают результативность живого конкретного труда его способность производить в единицу времени определенное количество продукта. На практике уровепроизводительности труда ха
15764. Статистика заработной платы 95.5 KB
  ТЕМА 5. Статистика заработной платы Статистика использует различные категории для характеристики оплаты труда наемных работников. Наиболее обобщенной является стоимость труда или затраты на рабочую силу. Согласно классификации расходов на рабочую силу используем
15765. Статистика национального богатства и основных фондов 110 KB
  ТЕМА 6. Статистика национального богатства и основных фондов Национальное богатство совокупность накопленных материальных и нематериальных активов созданных трудом всех предшествующих поколений национальное имущество принадлежащих стране и ее резидентам на э...
15766. СТАТИСТИКА ОБОРОТНЫХ СРЕДСТВ 43.5 KB
  ТЕМА 7. СТАТИСТИКА ОБОРОТНЫХ СРЕДСТВ К оборотным средствам относятся производственные запасы сырье материалы топливо запчасти инструменты хозтовары и другие незавершенное производство готовая продукция товары для перепродажи а также денежные средства д
15767. СТАТИСТИКА СЕБЕСТОИМОСТИ ПРОДУКЦИИ И ФИНАНСОВЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 111 KB
  Тема 8. СТАТИСТИКА СЕБЕСТОИМОСТИ ПРОДУКЦИИ И ФИНАНСОВЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ Разные стороны хозяйственной деятельности предприятий фирм компаний отражаются в себестоимости продукции. Себестоимость продукции работ услуг представляет собой стоимостную оценку используе...
15768. Статистические методы оценки финансовых, страховых и бизнес рисков 35.5 KB
  Тема 9. Статистические методы оценки финансовых страховых и бизнес рисков Современные предприятия организации функционируют в условиях неопределенности и нестабильности внешней среды. Результаты деятельности хозяйствующих субъектов зависят от международной обста...
15769. Абсолютные величины и их классификация 14.21 KB
  Абсолютные величины и их классификация. Абсолютные величины это результаты статистических наблюдений. В статистике в отличие от математики все абсолютные величины имеют размерность единицу измерения а также могут быть положительными и отрицательными. Единицы из...