Конструирование усилителя низкой частоты, состоящего из каскадов и RC-цепочки связки. Расчет мощности сигнала на входе электронного модуля. Расчет напряжения смещения на коллекторном переходе транзисторов, сопротивления резистора и емкости конденсатора.
Аннотация к работе
Усилители низкой частоты (УНЧ) предназначены для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный спектр которых лежит в пределах от десятков герц до десятков килогерц. Назначение УНЧ в конечном итоге состоит в получении на заданном сопротивлении оконечного нагрузочного устройства требуемой мощности усиливаемого сигнала.Из анализа технического задания следует, что на выходе УНЧ должен стоять мощный оконечный каскад. Поэтому в качестве выходного выбран двухтактный бестрансформаторный усилительный каскад, работающий в режиме В. Данный режим обеспечивает каскаду хорошую экономичность благодаря высокому КПД.Анализируя данные технического задания можно рассчитать мощность сигнала на входе УНЧ по формуле (2.1) [3]: ,(2.1) Требуемый коэффициент усиления по мощности всего усилителя рассчитывается по формуле (2.3): ,(2.3) где - выходная мощность усилителя, указанная в техническом задании. Значение коэффициента усиления по мощности всего усилителя в децибелах рассчитывается по формуле (2.3): (2.4)Максимальное значение коллекторного тока оконечных транзисторов VT3 и VT4 определяется по формуле (3.2): .(3.2) Максимальная мощность, рассеиваемая коллекторным переходом каждого из оконечных транзисторов определяется по формуле (3.4): (3.4) Данным условиям удовлетворяет транзистор КТ815 [5]: , Максимальное значение тока предоконечных транзисторов определяется по формуле (3.9): , (3.9) где - максимальное значение коллекторного тока оконечных транзисторов; Максимальная мощность, рассеиваемая коллекторным переходом каждого из предоконечных транзисторов определяется по формуле (3.10): (3.10) Данным условиям удовлетворяют транзисторы КТ3102А и КТ3107А [5]: Емкость разделительного конденсатора С4 находится по формуле (3.15): , (3.15) где - нижняя граничная частота;Анализ работы схемы производился при помощи программы Electronics Workbench Version 5.12. В ходе моделирования было видно, что амплитуда сигнала на выходе на граничных частотах отличается от расчетной величины, что связано с различным коэффициентом передачи на этих частотах ).Как показали расчеты и анализ работы смоделированной схемы на ЭВМ, спроектированный усилитель низкой частоты удовлетворяет требованиям технического задания. Такие параметры усилителя, как коэффициент нелинейных искажений, коэффициент полезного действия, напряжение шумов, а также некоторые другие параметры и характеристики в данном курсовом проекте не рассчитывались ввиду отсутствия соответствующих требований в техническом задании. Во время работы над данным курсовым проектом были углублены знания по аналоговой электронике, в частности по усилителям низкой частоты. Были приобретены навыки работы с программой Workbench, моделирующей работу электрических цепей. Электронные схемы на операционных усилителях: Справочник / Щербаков В.И., Грездов Г.И.
План
Содержание
Введение
1. Анализ технического задания
2. Синтез структурной схемы
3. Разработка и расчет принципиальной схемы
4. Анализ спроектированного устройства на ЭВМ
Заключение
Спецификация
Схема принципиальная
Перечень источников
Введение
Усилители низкой частоты (УНЧ) предназначены для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный спектр которых лежит в пределах от десятков герц до десятков килогерц. Назначение УНЧ в конечном итоге состоит в получении на заданном сопротивлении оконечного нагрузочного устройства требуемой мощности усиливаемого сигнала. Современные УНЧ выполняются преимущественно на биполярных и полевых транзисторах в дискретном и интегральном исполнении.
Несмотря на все, более расширяющееся использование машинных методов схемотехнического проектирования современной электронной аппаратуры, в повседневной практике разработчикам электронных схем приходится вначале решать задачи приближенного расчета типовых узлов и устройств, а затем уточнять результаты расчета на ЭВМ или экспериментальным путем.
В данном курсовом проекте расчет усилителя низкой частоты также в начале будет, производится без применения программного обеспечения, а затем схема моделируется на ЭВМ с целью проверки принятых решений и уточнения полученных результатов
Таким образом, целью данного курсового проектирования является приобретение практических навыков конструирования электронных схем и опыта моделирования электронных схем на ЭВМ на примере разработки схемы усилителя низкой частоты с заданными в техническом задании параметрами.
Вывод
Как показали расчеты и анализ работы смоделированной схемы на ЭВМ, спроектированный усилитель низкой частоты удовлетворяет требованиям технического задания. Такие параметры усилителя, как коэффициент нелинейных искажений, коэффициент полезного действия, напряжение шумов, а также некоторые другие параметры и характеристики в данном курсовом проекте не рассчитывались ввиду отсутствия соответствующих требований в техническом задании.
Во время работы над данным курсовым проектом были углублены знания по аналоговой электронике, в частности по усилителям низкой частоты. Были приобретены навыки работы с программой Workbench, моделирующей работу электрических цепей.