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

4 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

17785. Применение Excel для обработки данных 48 KB
  Лабораторная работа № 1 Применение Excel для обработки данных Зависимость представлена квадратической параболой .1 Самостоятельно сформировать тестовый пример задав коэффициенты для уравнения 1 в виде произвольных констант. Заполнить след...
17786. Координатна вісь, або одновимірний простір 2.03 MB
  ЛЕКЦІЯ 1 Координатна вісь або одновимірний простір Візьмемо пряму лінію і задамо на ній додатний напрям звичайно його показують стрілкою. Тоді протилежний напрям буде від'ємним. Напрямлена пряма називається віссю. Якщо на осі вибрати довільну точку обліку О і масшт...
17787. Визначник і мінори матриці 78.8 KB
  Визначник і мінори матриці Розглянемо квадратну матрицю А = Квадратній матриц і можна поставити у відповідність певне число яке називається детермінантом або визначником матриці. Детермінант матриці позначається так: det A= Детермінант так само як і матриці має ...
17788. Символы и строки в ANSI C 531.4 KB
  Целью данной лабораторной работы является изучение на практике строк языка ANSI C, операции над строками, функций стандартной библиотеки по работе со строками.
17789. Лінійний простір 5.92 MB
  Лекція 2. Лінійний простір Векторний простір називається лінійним якщо у ньому визначено операції над векторами – додавання і множення на число. Проте лінійний простір може бути утворений об’єктами будьякої природи. Нехай Е дана множина і x y z її елементи; К – мно
17790. Скалярний добуток двох векторів 332.87 KB
  Лекція 4. Скалярний добуток двох векторів Добуток двох векторів може бути як числом так і вектором. Для наочних просторів скалярним добутком двох векторів і називається число що дорівнює добутку їхніх довжин на косинус кута між ними: У nвимірному просторі ск
17791. Векторний добуток двох векторів 2.87 MB
  Лекція 5. Векторний добуток двох векторів Векторним добутком двох векторів і називається вектор такий що: а де; 2.60 б і ; в якщо то вектори утворюють праву трійку. Упорядкована трійка некомпланарних векторів називається правою якщо з кін
17792. СИСТЕМИ ЛІНІЙНИХ АЛГЕБРАЇЧНИХ РІВНЯНЬ 71.09 KB
  Лекція 6. СИСТЕМИ ЛІНІЙНИХ АЛГЕБРАЇЧНИХ РІВНЯНЬ Лінійні алгебраїчні рівняння. Теорема Кронекера Капеллі Нехай задано систему лінійних рівнянь в якій коефіцієнти і вільні члени відомі а – невідомі. Розв’язати систему– це означає знайти впорядкован
17793. Дробово-лінійна функція і її геометричний зміст 59.31 KB
  Лекція 8. Дробоволінійна функція і її геометричний зміст. Дробоволінійною називається функція Якщо с = 0 і d 0 то дробоволінійна функція називається цілою лінійною функцією. При adbc= 0 дробоволінійна функція є сталою величиною. Доведемо що при с0 і аd bс0 графіком др...