Проектирование усилителя низкой частоты - Курсовая работа

Основной целью курсового проекта является овладение методикой и навыками инженерного расчета усилителей переменного тока. Усилитель проектируется как функционально и конструктивно законченное устройство. Усилитель включает в себя следующие составные блоки: - входной каскад; каскад предварительного усиления (один или несколько);Амплитудное значение коллекторного напряжения транзистора: Амплитудное значение коллекторного тока транзистора: Выбираем по току транзистор . Определяется необходимое напряжение источника питания: , Где rнас - внутреннее сопротивление транзистора в режиме насыщения. rнас - находим по выходным характеристикам транзистора КТ819 (приложение 1).Мощность, выделяемая каскадом в нагрузке: Поскольку мощность, выделяемая каскадом в нагрузку, составляет Мощность, отдаваемая транзисторами в нагрузку: где ?тр-КПД выходного трансформатора. Ориентировочная мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора: По следующим неравенствам проверяем выбранные транзисторы VT1(VT2): По справочнику [3] выбран транзистор КТ819В в корпусе ТО-220 со следующими параметрами: Ркдоп25ОС = 60 Вт - максимально допустимая рассеиваемая мощность на коллекторе;Амплитудное значение переменной составляющей коллекторного напряжения: Коэффициент трансформации выходного трансформатора: Амплитуда переменной составляющей тока коллектора: Величина тока коллектора в режиме покоя: где k = (0,5?2)•103 - коэффициент, определяющий термоустойчивость транзистора в рабочей точке. Должно выполняться условие: где (1,15?1,2) - коэффициент запаса по току. Максимальная суммарная колебательная мощность, выделяемая в эмиттерной и коллекторной цепях: где k4 = (0,03?0,1) - коэффициент, задающий соотношение мощностей, выделяемых в эмиттерной и коллекторной цепях. Эквивалентное сопротивление, характеризующее суммарную нагрузку для переменных составляющих токов в коллекторной и эмиттерной цепях: Сопротивление в коллекторной и эмиттерной цепях: где В результате параллельного смещения нагрузочной характеристики по переменному току вверх по нагрузочной характеристике для постоянного тока определяется значение приращения тока коллектора транзистора ?ІКТ, которое можно допустить при его нагреве ?ІКТ ?2,3А.Путем переноса точек А0 и А1, с выходной характеристики на входную, снятую при |Uкэ| > 0 (приложение), определяются следующие параметры: U0б = 0,64 В - напряжение на базе транзистора в режиме покоя; Uбm = 0,18 В - амплитуда переменной составляющей базового напряжения; Uбmax = 0,82 В - максимальное напряжение на базе; Ібм = 172 МА - амплитуда переменной составляющей базового тока;Амплитудное значение входного напряжения: Выходное сопротивление каскада: гдеСреднее значение тока, потребляемого одним транзистором: Мощность, потребляемая коллекторной цепью двух транзисторов: Р0к = 2ENI0=2·12•1,92 = 46,31(Вт).Исходными величинами для расчета каскада являются сопротивление нагрузки и максимальная амплитуда напряжения на нагрузке.Выбор транзистора производится по соотношению где мощность, отдаваемая транзистором в нагрузку, то есть входную цепь выходного каскада; По справочнику [2] выбран транзистор КТ503Д со следуйщими параметрами: Ркдоп25°С = 500МВТ - максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность на коллекторе;Амплитудное значение переменной составляющей коллекторного напряжения: = Еп - Uкэmin - ?Uкэ - Uэ = 12 - 1 - 0,42 - 2,4 = 8,18(В), где Uкэmin = (0,5? 1)В = 1В;Коэффициент передачи тока эмиттера: Сопротивление эмиттерной цепи: Принимаем Rэ = 82 ОмДля уменьшения влияния разброса параметров транзистора на коэффициент усиления в эмиттерную цепь вводят сопротивление Rэ1, не блокируемое конденсатором. Это сопротивление обычно принимают в пределах Rэ1=(1?5)rэ.Выбираем транзистор КТ3102Е со следующими параметрами: Uкэдоп = 50 В Ткдоп = 85°С Ток покоя базы: Постоянная составляющая тока делителя: Сопротивление эмиттерной цепи: Входное сопротивление транзистора в схеме с общим эмиттером: где где Uбэ = 0,619 В находим по входным характеристикам при I0б = 0,2 МА и Uкэ = 5 В из справочника [3]. Поскольку входное сопротивление каскада с общим эмиттером меньше внутреннего сопротивления источника сигнала, то входном каскаде будет использована схема с общим коллектором. Ток покоя базы: Постоянная составляющая тока делителя: Входное сопротивление транзистора в схеме с общим эмиттером: где где Uбэ = 0,619 В находим по входным характеристикам при I0б = 0,2 МА и Uкэ = 5 В из справочника [3].

Содержание

Введение

1. Обоснование схемы выходного каскада усилителя

2. Расчет параметров выходного каскада

2.1 Расчет режима цепи по постоянному и переменному току

2.2 Расчет элементов цепи смещения

2.3 Расчет входной цепи каскада

2.4 Расчет КПД каскада для максимального входного сигнала

3. Расчет фазоинверсного каскада

3.1 Выбор транзистора

3.2 Расчет режима работы

3.3 Расчет параметров цепи стабилизации режима и цепи смещения

3.4 Расчет входной цепи каскада

4. Расчет входного каскада

Список литературы

Основной целью курсового проекта является овладение методикой и навыками инженерного расчета усилителей переменного тока. Усилитель проектируется как функционально и конструктивно законченное устройство. Число питающих напряжений должно быть минимально.

Усилитель включает в себя следующие составные блоки: - входной каскад;

- каскад предварительного усиления (один или несколько);

- фазоинверсный каскад;

- цепь обратной связи;

- цепь питания;

- источник сигнала.

Рисунок 1 (Структурная схема усилителя)

ВХ - входной каскад;

ПУ - каскад предварительного усиления;

ФИК - фазоинверсный каскад;

ВЫХ - выходной каскад.

1. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу “Аналоговая схемотехника ” по теме “Проектирование усилителя низкой частоты”.

2. Забродин Ю. С. Промышленная электроника 1982г.

3. Полупроводниковые приборы : транзисторы. Справочник: под редакцией Н. Н. Горюнова. - М. Енергоатомиздат. 1983- 904с.

4. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники, М. Мир, 1983

5. Резисторы: Справочник. Под общей редакцией И. И. Четверткова.

6. Малахов В. П. Схемотехника аналоговых устройств О., Астро-Принт 2000г.