Проектирование усилителя электрических сигналов первичных измерительных преобразователей систем автоматического управления - Курсовая работа

Усилители звуковой частоты предназначены для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный спектр которых лежит в пределах от десятков герц до десятков килогерц. Поэтому в состав структурной схемы усилителя, кроме выходного каскада, отдающего требуемую мощность полезного сигнала в нагрузку, как правило, входят предварительные каскады усиления. Основными техническими полазателями УНЧ являются: коэффициенты усиления (по напряжению, току и мощности), входное и выходное сопротивления, выходная мощность, коэффициент полезного действия, номинальное входное напряжение (чувствительность), диапазон усиливаемых частот, динамический диапазон амплитуд и уровень собственных помех, а также показатели, характеризующие нелинейные, частотные и фазовые искажения усиливаемого сигнала. Расчет любого сложного электронного устройства (ЭУ) сводится к последовательному расчету функциональных элементов. Расчет ЭУ, состоящего из ряда последовательно соединенных функциональных элементов, начинают со стороны его выхода, с конца.По этим параметрам выбираем транзисторы для оконечного каскада: КТ814А и КТ815А ниже приведены их параметры: Ikmax = 1.5 (A) Uкэmax = 25 (B) В системе координат выходной характеристики строим треугольник мощности: прямая Uнач. отсекает область существенной нелинейности токов базы, от Uнач. откладываем величину Uкэ, затем соединяем точки Ік и Uкэ. Далее строим Рк доп-нагрузочная кривая, которая в данных расчетах не должна заходить в область треугольника мощности, но максимально приближаться к нему. РИС.1 Семейство выходных характеристик транзистора КТ814(815)А РИС.2 Входная характеристика транзистора КТ814(815)А Определяем рабочую область по входной характеристике. Определяем глубину ООС: F=1 g21*Rн где g21 усредненная крутизна характеристики транзистора.На семействе выходных характеристик строим статическую нагрузочную прямую. РИС.4 Семейство выходных характеристик КТ610А Положению рабочей точки будет соответствовать точка пересечения прямой Статическая и динамическая нагрузочные прямые пересеклись в точке А, полученное значение Іб=0.5 (МА) позволяет найти точку А на входной характеристике. Рассчитаем коэффициент передачи ООС: Рассчитаем глубину ООС: где коэффициент усиления каскада по напряжению на средних частотах определяется по формуле: Определяем по выходной характеристике: DIK=63-26=37 (MA) DIБ=0,5 (MA) Находим входное сопротивление предоконечного каскада с учетом ООС: Находим амплитуду тока и напряжения на входе предоконечного каскада: Находим напряжение, подводимое к делителям R1 и R2.: Uд = Еп=9 (B)Для реализации УНЧ выбираем микросхему КР538УН3 - одноканальный сверхмалошумящий усилитель низкой частоты. Напряжение источника E=7*10-3 (B), значит коэффициент усиления каскада должен составить: Подставляя R3 типовое для включения ИМС R3=30 (Om) получаем: Входное сопротивление с учетом ООС: (МОМ)Основные линейные искажения в схеме приходятся на разделительные конденсаторы: С4 - между входным и предоконечным каскадом. Считаем, что заданный коэффициент ослабления разделен поровну между тремя каскадами: ;Если изделие содержит n-типов элементов, последний из которых содержит Ni равнонадежных элементов с надежностью li, то li* NiВ ходе работе выполнен полный электрический расчет усилителя, произведена оценка надежности, разработан конструктивный чертеж устройства. В схеме оконечного каскада для задания рабочего напряжения используются делитель напряжения, диод в прямом включении, комплиментарные транзисторы, что дает возможность осуществить работу схемы от одного источника.

Настоящая курсовая работа представляет собой полный расчет усилителя сигналов первичных измерительных преобразователей систем автоматического регулирования.

В ходе работе выполнен полный электрический расчет усилителя, произведена оценка надежности, разработан конструктивный чертеж устройства.

В схеме оконечного каскада для задания рабочего напряжения используются делитель напряжения, диод в прямом включении, комплиментарные транзисторы, что дает возможность осуществить работу схемы от одного источника. Чтобы обеспечить работу каскадов усиления мощности используют предварительные каскады усиления мощности. В этих каскадах учитывали влияние входного сопротивления последующего каскада. Для уменьшения нелинейных искажений ввели отрицательную обратную связь.

Для облегчения расчета и проектирования в качестве входного каскада использована микросхема.

Спроектированный усилитель полностью удовлетворяет требованию технического задания и конструктивно может быть выполнен на печатной плате.

1. Гершунский Б.С. “Справочник по расчету электронных схем”- Киев : Вища школа 1983 г.

2. Лавриненко В.Ю.

“Справочник по полупроводниковым приборам”- М : “Техника” 1994 г.

3. Линецкий А.И. “Конспект лекций по курсу: «Электроника и микросхемотехника»”

4. Новаченко В.М. “Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры”- М. : КУБК-а 1996 г.

Размещено на