86296

Расчёт усилителя мощности звуковой частоты

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Расчет электрического режима каскада предварительного усиления и расчет параметров элементов схемы; определение стабильности каскада предварительного усиления. Определение тока коллектора. где Pн=15 Вт Rн=8 Ом Определение питания. Определение мощности рассеивания.

Русский

2015-04-05

1.35 MB

5 чел.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ:

1.Основные технические требования к усилителю.

2.Разработка функциональной  схемы  и выбор схем для реализации каскадов.

3.Расчет электрического режима оконечного каскада; расчет элементов схемы оконечного каскада;

4.Расчет электрического  режима  каскада предварительного усиления  и расчет параметров элементов схемы; определение стабильности каскада предварительного усиления;

5.Проверка выполнения основных требований предъявляемых к усилителю;

6.Разработка и исполнение чертежа принципиальной схемы усилителя;

7.Описание принципиальной схемы;

8.Пояснительная записка КП выполняется на стандартных листах с полями по 3см,объем примерно 10-15листов,1 чертеж 2-4 рисунка;

9.Смоделировать усилители при помощи САПР «microcap2,3».

10.Чертежи выполнить  на  стандартном листе с соблюдением условных обозначений и требованием определяемых ГОСТОМ 2.301-68;

11.Рекомендованная литература.

Исходные данные:

    Назначение усилителя............................. УМЗЧ

    Выходная мощность Рвых (Вт).............. 15

    Сопротивление нагрузки Rн (Ом).......... 8

    Коэффициент гармонии Kг (%).............. 15

    Диапазон частот

     нижняя частота диапазона fн (Гц)......... 35

     верхняя частота диапазона fв (Гц)......... 18500

    Уровень искажений в области

    низких частот Мн (Дб)............................. 15

    высоких частот Мв (Дб)........................... 15

    Температура окружающей среды............ +50/-20 (0С)

    Параметры источника сигнала

    Uг = 150 (мВ)   , Rг = 1500 (Ом)      , Сг = 1500 (пФ)    

     Тип источника питания........................... однополярный

    Требования к конструкции…………….. стационарный

ОГЛАВЛЕНИЕ

  1.  Введение          
  2.  Разработка функциональной схемы и выбор схем для реализации

каскадов                  

  1.  Расчёт электрического режима оконечного каскада    
  2.  Расчёт электрического режима предоконечного каскада   
  3.  Расчёт электрического режима второго каскада КПУ   
  4.  Расчёт электрического режима первого каскада КПУ   
  5.  Заключение         
  6.  Принципиальная электрическая схема усилителя    
  7.  Список литературы        

Обоснование и выбор функциональной и принципиальных схем  для реализации УМЗЧ.

Для реализации усилителя используем многокаскадную схему соединения, т.к. она должна удовлетворять исходным данным технического задания. Для улучшения параметров и характеристик усилителя применяем отрицательную обратную связь. Функциональная схема  представлена на рис. 1. Каскады предварительного усиления реализуем на биполярных транзисторах включенных по схеме с общим эмиттером , т.к. она позволяет получить наибольший коэффициент усиления по мощности. Для стабилизации режима работы по постоянному току применим  эмитерную стабилизацию. Предоконечный каскад (ПОК) содержит потенциальную сдвигающую цепочку для устранения искажения типа ступеньки. Оконечный каскад (ОК) состовляем по бестрансформаторной схеме на комплементарной паре транзисторов.

Рис. 1. Функциональная схема УМЗЧ.

2.  Расчёт оконечного каскада.

Находим амплитуду напряжения на нагрузке.

(1)

где Pн=15   Вт, Rн=8  Ом

2.1 Число каскадов.

  (B)      и            

                           (2)

где Кu=5080=80 , откуда получаем число каскадов равное n.(Рекомендуется округлять n в болшую сторону).

Схема ОК представлена на рис. 2.

Рис. 2 Схема оконечного каскада.

НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ:

Транзистор VT1 устраняет искажение типа ступеньки, переводя резисторы VT2, VT3 в режим работы АБ. R3, R4 уравнивают усилительные свойства транзисторов за счёт введения ООС. Для VT2 транзистор VT1 включён по схеме ОЭ, а для VT3 VT1 по схеме ОК, т.к. h21оэ=h21ок. R1 устанавливает ток покоя VT2 и VT3.

Определение тока коллектора.

(A)(3).

где Pн=15 Вт, Rн=8 Ом

 Определение питания.

(4)

при Uнас=1 В

  Определение мощности рассеивания.

   (5)

при

 Выбор транзистора

Выбор транзисторов будем осуществлять исходя из неравенств:

(находятся по справочнику)

Исходя из этих результатов выбираем транзисторы: (пример)

КТ 816 Г, (p-n-p)

КТ 817 Г, (n-p-n)

Расчёт производим верхнего плеча схемы(нижнее рассчитывается аналогично)

Расчёт потенциальной сдвигающей цепочки.

Выбираем ток через R1 и R2:

(6)

Равенство для сопротивлений:

   (7)

  (8)

R2=14.7 кОм

R1=36.8 кОм

Сопротивления  выбираются по ряду Е24:

R1=36 кОм

R2=15 кОм

Определение тока базы.

(9)

Определение мощности сопротивлений  на сдвигающей цепочки.

(10)

Расчёт искажений.

Определим низкочастотные искажения исходя из количества каскадов:

 (11)

Определим высокочастотные искажения

  (12)

где

Расчёт емкостей.

(13)

где

ёмкость по ряду Е24:

Сум=270  пФ

Расчёт входных, выходных параметров.

(14)

где

Амплитуда входного сигнала.

(15)

Входное сопротивление.

(16)

Входная ёмкость

(17)

Мощность рассеивания.

 (18)

исходя из равенства  делают вывод о необходимости радиаторов .

Расчёт каскадов предварительного уиления.

  1.  Расчет первого КПУ.         Рис. 2 Схема КПУ

Схема КПУ представлена на рис. 2.

          НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ.

Сопротивление в цепи базы представляют собой резистивные делитель обеспечивающий необходимое  напряжение смещения на базе транзистора. Емкость в цепи коллектора не пропускает постоянную составляющую на выход схемы. Сопротивление в цепи коллектора обеспечивает необходимый ток покоя коллектора транзистора. Сопротивление в цепи эмиттера обеспечивает эмиттерную стабилизацию по постоянному току. Емкость в цепи эмиттера предназначена для устранения обратной связи по переменному току.

Определение переменной составляющей тока коллектора.

(1)

Определение постоянной составляющей тока коллектора.

                               

                                         (2)

Определение R  в цеп коллектора.

(3)

выбираем по ряду Е24 :     Rк3=300 (Ом)

Выбор транзистора (пример)

КТ 630 Е, (n-p-n)

Определение R эмиттера.

(4)

выбираем по ряду Е24:

Определение мощностей сопротивлений  Rк и Rэ.

(5)

Определение постоянной составляющей напряженияцепи коллектора.

(6)

Определение Iбо и Uбо.

Из графика при

 

Ток делителя.

(7)

Сопротивления базы.

(8)

по ряду Е24:

Rб13=1200 Ом

Rб23=270 Ом

Определение мощностей на Rб1 и Rб2.

(9)

Входное сопротивление КПУ.

(10)

где

      

Коэффициент усиления по току.

(11)

Амплитуда входных сигналов.

(12)

Коэффициент усиления по напряжению.

(13)

Расчёт емкостей.

(14)

где ,

ёмкости по ряду Е24:

Ск3=1 мкФ

Сэ3=820 мкФ

Определение входной ёмкости.

(15)

где =312,5 кГц

Искажения по ВЧ

(16)

где =70,5 (нФ)

  

                     3.  Расчёт 2-го каскада КПУ

                       Выбор транзистора.

КТ 503 Е, (n-p-n)

Определение тока коллектора.

(1)

откуда  (2)

Определение R коллектора.

(3)

по ряду Е24:

Rк2=33 Ом

Определение R эмиттера.

(4)

по ряду Е24:

Rэ2=11 Ом

Определение мощностей на Rк и Rэ.

(.5)

Постоянная составляющая цепи коллектора.

(.6)

Определение Iбо и Uбо.

Из графика при (.7)

Ток делителя.

(.8)

Сопротивления базы.

(9)

по ряду Е24:

Rб12=910 Ом

Rб22=300 Ом

Определение мощностей на Rб1 и Rб2.

(10)

Входное сопротивление КПУ.

(11)

где

      

Коэффициент усиления по току.

(.12)

Амплитуда входных сигналов.

(13)

Коэффициент усиления по напряжению.

 (14)

Расчёт емкостей.

    (15)

где =1,9,

ёмкости по ряду Е24:

Ск2=11 мкФ

Сэ2=620 мкФ

Определение входной ёмкости.

16)

где

Искажения по ВЧ

(.17)

где

 

4. Расчёт 1-го каскада КПУ.

Выбираем тот же транзистор.

Определение тока коллектора.

(1)

откуда  (2)

Определение R коллектора.

(.3)

по ряду Е24:

Rк1=220(Ом)

Определение R эмиттера.

(4)

по ряду Е24:

Rэ1=68 (Ом)

Определение мощностей на Rк и Rэ.

(.5)

Постоянная составляющая цепи коллектора.

(6)

Определение Iбо и Uбо.

Из графика при  (.7)

Ток делителя.

(.8)

Сопротивления базы.

(9)

по ряду Е24:

Rб11=6.2 кОм

Rб21=1.6 кОм

Определение мощностей на Rб1 и Rб2.

(10)

Входное сопротивление КПУ.

(.11)

где

      

Коэффициент усиления по току.

(12)

Амплитуда входных сигналов.

(13)

Коэффициент усиления по напряжению.

(14)

Расчёт емкостей.

(15)

где =1,9,

ёмкости по ряду Е24:

Cк1=6,8 мкФ

Cэ1=300 мкФ

Определение входной ёмкости.

(16)

где

Искажения по ВЧ

(17)

где

  1.  Заключение

В данной работе произведён расчёт усилителя мощности звуковой частоты согласно исходным данным. Усилитель состоит из четырёх каскадов. Первые три каскада предварительного усиления, четвёртый – 2-х тактный усилитель мощности. Данная схема позволяет получить нормальные результаты усиления при вычисленных параметрах.

ЛИТЕРАТУРА

  1.  Бочаров Л. Н., Жебряков С. К., Колесников И. Ф. "Расчёт электронных устройств на транзисторах". – М.: Энергия,1978 г.
  2.  Гусев В. Г., Гусев Ю. М. "Электроника". – М.: Высшая школа, 1991 г.
  3.  Цыкина А. В. "Усилители". – М.: Связь, 1972 г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15512. Енеоліт на території України 13.19 KB
  Енеоліт на території України Наприкінці V на початку IV тис. до н.е. деякі племінні групи які жили на території України освоїли мідь усвідомивши її переваги перед традиційними матеріалами. Поява металевих виробів що мали сталі форми ознаменувала початок нової перехі
15513. Етапи входження України до Великого князівсьва Литовського 22.72 KB
  Приєднання українських земель до Великого князівства Литовського Перервана традиція літописання зумовила наявність білих плям в історії польськолитовської доби. Через це частина істориків період існування Великого князівства Литовського до Люблінської унії 1569 р.
15514. Проектирование структуры и содержания дистанционного курса «Использование аудиоинформации при создании цифровых образовательных ресурсов» 1.92 MB
  КУРСОВАЯ РАБОТА Проектирование структуры и содержания дистанционного курса Использование аудиоинформации при создании цифровых образовательных ресурсов Содержание Введение 1. Теоретические основы проектирования дистанционных курсо
15515. Київська митрополія і Флорентійська унія 39.81 KB
  Відокремлення московської митрополії Після входження Києва до ЛитовськоРуської держави відбувається його поступове відродження як духовного та релігійного центру України. В той же час протягом ХIV поч.. ХV ст. у Києві та Москві періодично виникали ситуації коли одно...
15516. Кирило Розумовський 18.34 KB
  Війна мала два важливих наслідки. Поперше переконала російський уряд у неможливості вирішити свої південнозахідні проблеми без економічно сильної України з власним устроєм. Подруге ще раз показала українській громадськості життєву необхідність відновлення гетьманс...
15517. Кирило-Мефодіївське Братство 50 KB
  КирилоМефодіївське Братство Схожі матеріали Культурницький етап українського руху у Східній Україні в ХIХ столітті У 1834 р. цар Микола дозволив відкрити другий в Україні університет ім. св. Володимира в Києві. Засн...
15518. Реєстрове козацтво 16.67 KB
  Реєстрове козацтво Козацька старшина існувала у реєстровому козацькому війську що було створене у 1572 році. На чолі реєстрових козаків стояв гетьман якого обирали за погодженням з королівським урядом на загальній військовій раді. Першим гетьманом реєстрового війська
15519. Під владою Польщі. Зростання козацтва (друга пол. XVI - перша пол. XVII ст.) 19.53 KB
  Під владою Польщі. Зростання козацтва друга пол. XVI перша пол. XVII ст. антифеодальні виступи міщан. Між козаками селянами та міщанами уже сформувалися відносини спільності інтересів взаєморозуміння та взаємопідтримки. У 80х роках XVI ст. відбулося кілька локальних вист
15520. Колонізація після 1569 22.58 KB
  Наслідки Люблинської унії для України були величезні. Україна була розірвана: більша її частина перейшла до Польщі Галичина Холмщина Волинь Поділля Брацлавщина Київщина Підляшшя. За Великим Князівством Литовським залишилися білоруські землі по Вітебськ Оршу та Мс