Расчёт усилителя низкой частоты. Вариант 5 - файл n1.doc

Расчёт усилителя низкой частоты. Вариант 5
Скачать все файлы (844.3 kb.)

Доступные файлы (5):
n1.doc1166kb.28.04.2008 22:01скачать
n2.doc76kb.28.04.2008 21:58скачать
n3.doc97kb.20.04.2008 20:57скачать
n4.bmp423kb.28.04.2008 21:18скачать
n5.bmp1741kb.28.04.2008 21:20скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5



СОДЕРЖАНИЕ


СОДЕРЖАНИЕ 1

Введение 2

1. Выбор и обоснование структурной схемы устройства 4

2. Расчёт, выбор типов и номиналов элементов устройства 6

2.1 Расчёт элементов и обоснование схемы каскада мощного усиления 6

2.2 Расчёт элементов и обоснование схемы инверсного каскада 8

2.3 Расчёт элементов и обоснование схемы реостатного каскада 11

2.4 Расчёт элементов и обоснование схемы реостатного каскада 14

2.5 Расчёт элементов и обоснование схемы входного каскада 16

3. Проверка расчётов по коэффициенту усиления 19

4. Расчёт КПД усилителя электрических сигналов 20

Заключение 21

Список использованной литературы 22

Приложение А 23

Приложение B 24

Введение


Электроника является универсальным и исключительно эффективным средством при решении самых различных проблем в области сбора и преобразования информации, автоматического и автоматизированного управления, выработки и преобразования энергии.

Сфера применения электроники постоянно расширяется. Практически каждая достаточно сложная техническая система оснащается электронными устройствами. Трудно назвать технологический процесс, управление которого осуществлялось бы без использования электроники. Функции электронных устройств становятся все более разнообразными.

Роль электроники в настоящее время существенно возрастает в связи с применением микропроцессорной техники для обработки информационных сигналов и силовых полупроводниковых приборов для преобразования электрической энергии. Многие сферы нашей жизнедеятельности уже невозможно представить себе без электронных приборов.

За последние годы в проектировании усилительных устройств появились и утвердились новые научно-технические направления. К ним относятся создание аналоговых устройств на базе операционных усилителей, где формирование их внешних характеристик осуществляется путем введения внешних цепей обратной связи, совершенствование методов проектирования аналоговой микросхемотехники и др.

Успешное развитие машинных методов анализа, приведшее к появлению стандартных универсальных программ машинного расчета различных схем, в том числе предназначенных и для микроисполнения, обусловило значительное сокращение объема работ в процессе проектирования. Развитие микросхемотехники позволило разработать, усовершенствовать и начать использовать разнообразные схемные построения, которые ранее практически не применялись в усилительных каналах, выполненных на дискретных элементах. К ним относятся источники стабильного тока и напряжения, схемы сдвига уровня и т. д.

Современная электроника предъявляет высокие требования к качественным показателям усилительных устройств. Несмотря на существующее многообразие типов ИМС, рассматриваемых как активные усилительные элементы, использование транзисторов во многих случаях практики является более предпочтительным. Так, например, ИМС не всегда могут выдержать конкуренцию в вопросах обеспечения больших уровней сигнала, малых уровней внутренних шумов, заданных верхних граничных частот, в ряде случаев гибкости получения конфигурации схем с качественными различными показателями и др. Проектирование усилительных устройств на транзисторах (дискретных элементах) является основой схемотехнического синтеза микросхем. Кроме того, сочетание при проектировании тех и других усилительных элементов может привести к более изящным техническим решениям, удовлетворяющим поставленным техническим задачам. Таким образом, проектирование усилителей на транзисторах является основой для успешного проектирования современных усилительных и аналоговых устройств.

Разрабатываемый усилитель низкой частоты предназначен для усиления электрических сигналов указанного частотного диапазона. Область применения устройства достаточно широка. Оно может быть использовано в качестве узла радиоэлектронной аппаратуры, применяемой в быту или любой другой сфере человеческой деятельности.

1. Выбор и обоснование структурной схемы устройства


Исходные данные:

, , , , , , .

Рассчитаем входную мощность усилителя:

, (1)

где – действующее значение напряжения, В;

– величина сопротивления нагрузки, Ом.

Следовательно, коэффициент усиления, проектируемого усилителя должен быть равен:

, (2)

где ? КПД выходного трансформатора для данного усилителя (=0,8);

– выходная мощность усилителя, Вт;

– входная мощность усилителя, Вт.

Рассчитаем коэффициент усиления в децибелах:

дБ.

Из расчета, что каждый каскад дает примерно усиление 20 дБ, получаем, что общее число каскадов должно быть примерно равно 5. Учитывая, что выходные каскады усилителя выбираются обычно каскадами мощного усиления, а также то, что в задании задано дополнительное условие – трансформаторный выход – выбираем схему двухтактного выходного каскада. В данном случае выбор данной схемы является наиболее рациональным так в этом случае можно использовать режим работы каскада АВ, в котором достигается наибольший КПД и довольно-таки низкий коэффициент гармоник. Вследствие того, что выходного каскад усиления мощности является двухтактным, то для его согласования со следующим каскадом применим транзисторный инверсный каскад. В качестве последующих двух усилительных каскадов выбираем реостатные каскады по схеме включения транзистора с ОЭ. Вследствие высокого входного сопротивления (порядка 1 Мома) входной каскад строим на основе полевого транзистора включённого по схеме с общим истоком.

Для выбора транзистора включаемого в одно из плеч двухтактного выходного каскада, рассчитаем максимально допустимую мощность, выделяемую на коллекторе при работе транзисторов в режиме нагрузки:

Вт,

мощность, выделяемая каскадом по переменному току, будет равна:

Вт,

где – мощность, выделяемая на транзисторе, в одном из плеч каскада.

Рассчитаем ориентировочное напряжение эмиттер–коллектор перехода:

В,

где – напряжение выдаваемое источником сигнала.

Данным параметрам удовлетворяет транзистор ГТ307Г, характеристики которого приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Параметры транзистора ГТ307Г

Параметр

ГТ307Г

КТ361



50

50



75

75

, Вт

1,6

0,15

, А

3,5

0,020

, В

30

20

, А

0,5

0,05

, 0C/Вт

+30

+30


Таким образом, структурно усилитель будет состоять из двухтактного трансформаторного выходного каскада мощного усиления, инверсного каскада, двух реостатных каскадов, и входного каскада с полевым транзистором включённого с общим истоком. В итоге структурная схема представлена на структурной схеме.
  1   2   3   4   5
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации