Проектирование усилителя низкой частоты - Курсовая работа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГОПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Курсовая работа по дисциплине «Электроника» тема: «Проектирование усилителя низкой частоты»УНЧ предназначены для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный диапазон которых лежит в пределах от десятков герц до десятков килогерц. Выходные каскады УНЧ строятся по одно-или двухтактным схемам, с трансформаторной или бестрансформаторной связью с нагрузкой. Входные и предварительные каскады усиливают обе полуволны входного сигнала одним транзистором, который работает в линейном режиме - класса А. К достоинствам такого усилителя относят: простота схемы и малые искажения, а к недостаткам - низкая экономичность. На вход усилителя подается слабый сигнал от различных источников (микрофон, различные датчики, генераторы сигналов и тд).напряжение источника входного сигнала - Uвх=65 МВ; внутреннее сопротивление источника сигнала - Rг=1000 Ом;Для разработки структурной схемы усилителя определим: 1) коэффициент усиления УНЧ по мощности Кр;Максимальная мощность отдается источником входного сигнала нагрузке, когда входное сопротивление каскада равно внутреннему сопротивлению источника (Rвх = Rг).Для каскадов предварительного усиления, применим усилители с ОЭ. Так как бестрансформаторный оконечный каскад чаще строится по схеме с ОК и усилением по мощности примерно 10 ДБ, общее усиление УНЧ составит: (5)Для реализации УНЧ используем бестрансформаторный выходной каскад усиления на транзисторах в режимах АВ. Режим усиления АВ имеет меньшие искажения сигнала, чем режим В. Напряжение источника питания - Ек выбирают из условия: (10) где Uнач (0,5 ? 2)В - коллекторное напряжение, при котором транзистор входит в режим насыщения;В этой схеме, каскады предварительного усиления выполнены на транзисторах VT1-VT3, а оконечный бестрансформаторный каскад усиления на транзисторах разного типа проводимости - VT4, VT5. Транзистор VT5 должен иметь такие же параметры, как и VT4, однако противоположную по типу проводимость. Каждый из транзисторов вместе с нагрузкой образуют схему с ОК. Подключение оконечного каскада к предыдущему и к нагрузке осуществляется через разделительные конденсаторы С9, С11 . Для предварительного усиления применяют усилители с ОЭ, обладающие наибольшим усилением по мощности.В процессе окончательного расчета усилителя необходимо провести: - расчет оконечного каскада УНЧ;В мощных выходных каскадах транзисторы работают в режиме большого сигнала. Поэтому их расчет ведется графоаналитическим методом по статическим характеристикам выбранных транзисторов одного плеча схемы на средних частотах. Схема оконечного каскада усиления на комплементарных парах транзисторов, приведена на рис.3. Входные и выходные характеристики транзисторов приведены на рис. Поведем необходимые построения и построим на графике семейства выходных статических характеристик транзистора (рис.устраняет отрицательную обратную связь по переменному току, так как переменный ток замыкается не через резистор , а через этот конденсатор. Вывод эмиттера через конденсатор Сэ соединяется по переменному току с общей шиной, поэтому каскад называется с общим эмиттером. Для нормального режима работы транзистора: 1) допустимое напряжение между коллектором и эмиттером должно превышать напряжение источника питания UKЭ max >EK; Найдем напряжение между коллектором и эмиттером транзистора в режиме покоя: (29) где Uoct=1В - напряжение между коллектором и эмиттером, ниже которого при работе каскада возникают значительные нелинейные искажения. Из [1. табл.2,3 приложения 2] выбираем резистор по мощности и сопротивлению МЛТ-2 сопротивлением 240 Ом.Поэтому расчет обычно сводится к расчету одного каскада. Для нормального режима роботы транзистора: 1) допустимое напряжение между коллектором и эмиттером должно превышать напряжение источника питания UKЭ max >EK; IK max >IK0 IKM=0,0044 0,004=0,0084А , (53) где - амплитуда переменной составляющей тока в цепи коллектора; Для обеспечения экономичности каскада при минимальных нелинейных искажениях выберем Найдем напряжение между коллектором и эмиттером транзистора в режиме покоя: (55) где Uoct=1В - напряжение между коллектором и эмиттером, ниже которого при работе каскада возникают значительные нелинейные искажения.В результате расчетов усилителя низкой частоты суммарный коэффициент усиления по мощности оставитВ результате выполнения курсового проекта были рассчитан коэффициент усиления УНЧ и распределено усиление по каскадам, в результате чего было определено предварительное количество усилительных каскадов и составлена структурная схема усилителя. При электрическом расчете оконечного каскада были выбраны силовые транзисторы и рассчитаны режимы работы оконечного каскада.

Содержание

Введение

1. Техническое задание

2. Разработка структурной схемы УНЧ

2.1 Коэффициента усиления УНЧ по мощности

2.2 Определение числа каскадов усиления и составление структурной схемы УНЧ

2.3 Предварительный расчет выходного каскада УНЧ

3. Разработка электрической принципиальной схемы УНЧ

4. Окончательный расчет УНЧ

4.1 Окончательный расчет оконечного каскада УНЧ

4.2 Расчет каскадов предварительного усиления УНЧ

4.2.1 Расчет предоконечного каскада

4.2.2 Расчет каскада предварительного усиления

5. Результирующие параметры усилителя

Заключение

Список используемых источников