Проектирование усилителя низкой частоты - Курсовая работа

Они применяются в передающей и приемной радиоаппаратуре, а так же во вспомогательных устройствах преобразования сигналов и электропитания. Современные усилители строятся по схемам, близким к схемам операционных усилителей.Решая вопрос об использовании ООС необходимо учитывать, что применение ООС уменьшает коэффициент усиления, но при этом расширяет полосу пропускания (связи типа H и Y), повышает стабильность коэффициента усиления (в том числе и термостабильность), уменьшает нелинейные искажения. При использовании ООС, ее глубину определим исходя из требуемого уменьшения нелинейных искажений по формуле: С учетом ООС следует выбирать общий расчетный коэффициент усиления (при разомкнутой ООС) по формуле: Для Рнагр. зад >0,2 Вт на выходе усилителя используем комплементарный повторитель, обладающий высоким коэффициентом полезного действия.Первый (дифференциальный) каскад выполнен с использованием источника тока, что значительно повышает коэффициент ослабления синфазного сигнала, а значит, улучшает качество усилителя. Второй каскад выполняется по схеме с общим эмиттером. Это необходимо потому, что на его вход поступает выходное напряжение первого каскада, которое усилено по сравнению со входным сигналом усилителя. Если не применять во втором каскаде местную ООС, то нелинейные искажения в этом каскаде будут недопустимо велики. Здесь можно использовать ООС типа Z, так как ООС типа Z обеспечивает большое входное сопротивление и легко согласуется с выходным сопротивлением первого каскада.Т.к. выбором напряжения смещения в комплементарном повторителе можно существенно уменьшить нелинейные искажения третьего каскада, а так же учитывая то, что второй каскад (с общим эмиттером) создает нелинейные искажения больше, чем первый, примем: Тогда получаем рекомендацию по выбору K1г в виде следующей формулы: Учитывая, что для первого (дифференциального) каскада: , можем определить значение амплитуды требуемого входного напряжения первого каскада /7/ следующим образом: Обеспечить требуемое значение входного напряжения можно при использовании общей ООС типа H со следующей глубиной:Распределение коэффициентов усиления по отдельным каскадам следует начинать с выходного каскада. где Sвых.тр - общая крутизна коллекторного тока пар выходных транзисторов VT10, VT11 и VT12, VT13; - термопотенциал p-n-перехода. где К3 - коэффициент усиления по напряжению выходного каскада. Для чего на этапе эскизного расчета положим: Тогда: Выбор значения сопротивления Roc1 производится на основании следующих критериев: во-первых, обязательно Roc.1 ? 3 Rн = 3 7 = 21 Ом; во-вторых, обязательно Roc.1 ? R ист = 250 Ом; в-третьих, желательно выбрать минимальное значение Rдоб = Roc.1 - R ист для уменьшения шумов на выходе.При распределении частотных искажений по отдельным каскадам необходимо учитывать, что для низких частот все частотные искажения обусловлены только элементом Сос.2 . Для верхних частот частотные искажения должны распределяться с учетом частотных свойств отдельных каскадов (наилучшими частотными свойствами обладает комплементарный повторитель, а наихудшими - каскад с общим эмиттером). С учетом вышеизложенного распределение частотных искажений по каскадам показано в таблице 1.На рисунке 3 представлена упрощенная электрическая схема, на основе которой удобно выполнять первый этап электрического расчета усилителя по постоянному току.а) Определение напряжения питания. Наименование расчетного параметра Значение расчетного параметра Наименование справочного параметра Значение Справочного параметра Наименование выбранного транзистора Параметры b Ск, ПФ Наименование расчетного параметра Значение расчетного параметра Наименование справочного параметра Значение Справочного параметра Наименование выбранного транзистора Параметры b Ск, ПФ Наименование расчетного параметра Значение Расчетного Параметра Наименование справочного параметра Значение справочного параметра Наименование выбранного транзистора Параметры b Ck, ПФ max Uкэ, В Uкэ.доп, В 50 КТ3107А (n-p-n), КТ3102А (p-n-p) 100 - 250 6 max Ik, А Ік.доп, А 0,1 max Ptp, Вт Ртр.доп, Вт 0,3 f*верх, КГЦ ft, МГЦ 30 д) Определение сопротивления резистора R8: е) Определение электродвижущей силы смещения (Есм.): , здесь Uбэ.пок.11=0,4В; Uбэ.пок.9=0,65В если VT9,10 одиночный транзистор и Uбэ.пок.9=1,3В, если VT9,10 составные транзисторы. ж) Определение сопротивления резистора R*1: з) Выбор транзисторов VT1, VT2 производим с помощью следующих величин: где Мв.1 - коэффициент частотных искажений для первого каскада (в абсолютных еденицах). Наименование расчетного параметра Значение Расчетного Параметра Наименование справочного параметра Значение справочного параметра Наименование выбранного транзистора Парамет Ры b Ck, ПФ max Uкэ, В 24 Uкэ.доп, В 50 КТ3102А 100 - 250 6 max Ik, А 0,00354 Ік.доп, А 0,1 max Ptp, Вт 0,041 Ртр.доп, Вт 0,3 f*верх, КГЦ 388,24 ft, МГЦ 30 и) Определение силы тока Іэ.и.: Іэ.и.

Содержание усилитель низкая частота

Введение

1. Эскизный расчет усилителя

1.1 Выбор функциональной схемы

1.2 Выбор и описание принципиальной схемы усилителя и назначение элементов

1.3 Распределение заданных параметров усилителя по отдельным каскадам

1.4 Распределение коэффициентов усиления по отдельным каскадам

1.5 Распределение частотных искажений по отдельным каскадам

2. Электрический расчет усилителя

2.1 Расчет по постоянному току для упрощенного варианта схемы

2.2 Расчет дополнительных элементов по постоянному току

2.3 Расчет для средних частот

2.4 Расчет для нижних частот

2.5 Расчет для верхних частот

3 Моделирование настройки усилителя на эвм

3.1 Настройка усилителя по постоянным составляющим токов и напряжений

3.2 Настройка усилителя по переменным составляющим для средних частот, настройка полосы пропускания

3.3 Анализ влияния разброса элементов и температуры

Заключение

Перечень принятых сокращений

Перечень принятых обозначений

Список использованных источников