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

“Проектирование усилителя электрических сигналов первичных измерительных преобразователей систем автоматического управления”Усилители звуковой частоты 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. В качестве источника входного сигнала УНЧ могут использоваться такие устройства как микрофон, звукосниматель, фотоэлемент, термопара, детектор и т.д.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. Выходной функциональный элемент - единственный в ЭУ, для расчета которого в техническом задании сформулированы достаточные требования. Например, расчет может показать необходимость введения дополнительных обратных связей, что, собственно, потребует повторения некоторой части расчетов. Детальному расчету функциональных элементов должны предшествовать ориентировочный расчет значений выходных параметров тех функциональных элементов, которые определяют значение выходных параметров всего ЭУ.Предположительно усилитель низких частот будет реализован на трехкаскадной структуре. Оконечный каскад я предварительно я планирую реализовать на паре комплиментарных транзисторов со схожими характеристиками и близкими по значению параметрами.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. Из этого следует, что транзисторы работают без радиаторов. РИС.1Семейство выходных характеристик транзистора КТ814(815)А РИС.2 Входная характеристика транзистора КТ814(815)А 1.4 Определяем рабочую область по входной характеристике2.1 Определяем сопротивление резистора Rk 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. РИС.5 Входная характеристика транзистора КТ610А 2.4 Для нахождения Rвх, проведем касательную к точке покоя А и найдем Rвх.пр как соотношение: MK=0,055 (B); KA=0,5 (MA); 2.6 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)3.1 Для реализации УНЧ выбираем микросхему КР538УН3 - одноканальный сверхмалошумящий усилитель низкой частоты 3.2 На входе предоконечного каскада напряжение 0,9 (B) Напряжение источника E=7*10-3 (B), значит коэффициент усиления каскада должен составить: Подставляя R3 типовое для включения ИМС R3=30 (Om) получаем: 3.3 Входное сопротивление с учетом ООСОсновные 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* Ni .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.Размещено на .

Содержание

1. Техническое задание

2. Введение

3. Постановка задачи

4. Выбор элементной базы

5. Расчет оконечного каскада

6. Расчет предоконечного каскада

7. Расчет входного каскада

8. Расчет межкаскадных связей

9. Расчет надежности

10. Заключение

11. Литература

12. Приложение 1

13. Приложение 2

14. Приложение 3

15. Приложение 4