Рефетека.ру / Коммуникации и связь

Курсовая работа: Электроника

Министерство Образования и Молодежи Республики Молдова

Технический Университет Молдовы

Кафедра КПЭА


Курсовая работа

по дисциплине Электроника

Проектирование усилителей низкой частоты


Выполнил:

студент гр.SER-042 Бабей.Л


Проверил:

доцент кафедры Сорокин Г.Ф.


Кишинев 2009

Содержание:


Цель работы ……………………...……………………………2

Введение………………………………………………………..3

Основная часть………………………………………………....4

Расчётная часть…………………………………………………8

Заключение……………………………………………………..15

Библиография…………………………………………………..16

Цель работы: познакомиться с режимами работы транзисторов обоих типов проводимости, рассчитать мощный многокаскадный усилитель, у которого выходной каскад работает в режиме АБ, предварительные в режиме А.

Исходные данные:

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

схема выходного каскада – с трансформаторным входом и выходом.

3) Введение


Усилителем называют устройство, предназначенное для повышения мощности входного сигнала. Увеличение мощности достигается за счет энергии источников питания. Маломощный входной сигнал лишь управляет передачей энергии источника питания в полезную нагрузку.

Включение нагрузки непосредственно в выходную цепь усилительных элементов без выходного трансформатора позволяет устранить вносимые последним частотные, фазовые и нелинейные искажения, уменьшить размеры, вес, объем и стоимость каскада, повысить его кпд и избавиться от нелинейных искажений, вызываемых отсечкой тока в режиме В.

При работе бестрансформаторного каскада в режиме А предельный кпд равен 50% , в режиме В – 78,6%, реальный кпд выше, чем у трансформаторного каскада из-за отсутствия потерь в трансформаторе.

4) Основная часть


Далее будет описана одна из методик расчёта предварительного усилителя и каскада мощного усиления.

Принципиальная схема каскада предварительного усиления

(рис. 1): Электроника

Теоретический расчёт каскада предварительного усиления:

Ток через сопротивление нагрузки:

Электроника

Коэффициент усиления по напряжению усилителя:

Электроника

Ток коллектора в рабочей точке:

Электроника

Сопротивление в цепи коллектора:

Электроника

Напряжение на сопротивлении в цепи эмиттера:

Электроника

Сопротивление в цепи эмиттера:

Электроника

Напряжение коллектор – эмиттер в рабочей точке:

Электроника

Нахождение тока базы по выходным характеристикам (рис. 2): Электроника


Ток делителя:

Электроника

Напряжение на резисторе R2 находим по входным характеристикам (рис. 3): Электроника


Электроника

Сопротивление резистора R2:

Электроника

Сопротивление резистора R1:

Электроника

Общее входное сопротивление (с учётом, что входное сопротивление каскада намного больше сопротивления делителя):

Электроника

тогда, коэффициент усиления рассчитанного усилителя:

Электроника

ёмкости переходных и блокировочного конденсаторов можно найти следующим образом:

Электроника; Электроника; Электроника; Электроника.


Принципиальная схема каскада мощного усиления (рис. 4):


Электроника

Рис. 4


Теоретический расчёт каскада мощного усиления:

Определение необходимого напряжения питания:

Электроника

Максимальный ток коллектора одного транзистора:

Электроника

Амплитудное значение напряжения на коллекторе одного транзистора:

Электроника

Стр.6

Определение максимальной мощности рассеивания на коллекторе одного транзистора:

Электроника

По этим данным выбираем транзисторы выходного каскада. По характеристикам находим напряжение и ток базы транзисторов в рабочей точке, их амплитудные значения.

Определяем ток делителя Электроника:

Электроника

Электроника

Электроника

Ёмкости переходных конденсаторов:

Электроника

Электроника

5) Расчётная часть

Электроника

Рис. 5 Схема электрическая принципиальная


Определение необходимого напряжения питания:

Электроника

Определяем максимальный ток коллектора одного транзистора:

Электроника

Определим действующее напряжение на коллекторе одного транзистора:

Электроника

Определение максимальной мощности рассеивания на коллекторе одного транзистора:

Электроника

По этим данным выбираем транзисторы выходного каскада: КТ815, КТ814. Они имеют следующие выходные (рис. 6) и входные (рис. 7) характеристики.

По характеристикам находим напряжение и ток базы транзисторов VT3, VT4 в рабочей точке, их амплитудные значения:

Электроника

Стр.8

ЭлектроникаЭлектроникаЭлектроника

ЭлектроникаЭлектроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Определение коэффициента нелинейных искажений.


Необходимо построить сквозную характеристику:

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Найдем Электроника для амплитуд токов Электроника на выходных характеристиках, центрируя относительно Электроника: Электроника

По этим данным строим сквозную характеристику (рис. 10):

Транзисторы выходного каскада комплементарны, коэффициент асимметрии b выбираем равным 0,1.

По сквозной характеристике находим токи, которым соответствуют Электроника:Электроника

Электроника

Тогда

Далее производим расчёт гармонических составляющих тока коллектора:Электроника

Определяем коэффициента гармоник по формуле:

Стр.10

Электроника

Учитывая действие местной ООС в УМ

Электроника; Электроника;

Электроника

Для обеспечения требуемого Кг требуется ООС глубиной

Электроника

ЭлектроникаЭлектроника

Выбираем транзистор предвыходного каскада:

Электроника

Хорошими параметрами обладает транзистор типа КТ3102Г. Его выходные и входные характеристики представлены на (рис. 8), (рис. 9)

По характеристикам находим напряжение и ток базы транзистора VT2 в рабочей точке, их амплитудные значения:

ЭлектроникаЭлектроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Сопротивления резисторов делителя:

Электроника

Входное сопротивление предварительного каскада:

Электроника

В этот каскад вводится параллельная ОС по напряжению - цепочка R6C6.

Расчёт ООС.

Так как данная ООС не изменяет КЭлектроника, а Электроника уменьшает

ЭлектроникаЭлектроника

Входной каскад из-за малого сопротивления предоконечного каскада выбран ОК.

В качестве VT1 выбираем транзистор КТ339А. Таким образом получим:

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Теперь найдём ёмкости переходных и блокировочных конденсаторов:

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

Электроника

6) Заключение.


Основной целью данной курсовой работы стало изучение методов расчёта мощных многокаскадных усилителей низкой частоты. В работе эта задача была успешно решена:

- освоенные теоретические навыки позволяют на данном этапе обучения спроектировать несложные усилители мощности;

- применение местных и общих отрицательных обратных связей позволяет улучшить параметры усилителя до необходимой величины;

Можно также отметить, что достигнут требуемый коэффициент гармоник и коэффициент усиления. Высокий коэффициент гармоник УМ скомпенсирован введением ООС по напряжению.

7) Библиография.


Проектирование транзисторных усилителей «Машиностроение», 1978г

Петухов В. М. Транзисторы и их зарубежные аналоги. Том 1, 2, Москва, «РадиоСофт», 2004г

Цыкина А.В. Усилители. Москва, «Связь», 1972 г

Лавриненко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам. Киев, «Техника», 1984г

Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем. Киев, «Высшая школа», 1983г

Рефетека ру refoteka@gmail.com