Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

 

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска


Наименование:


Курсовик Разработка и расчет оконечного каскада усилителя мощности. Выбор типа транзистора. Расчет масштабирующего усилителя с инвертированием сигнала. Разработка блока питания. Расчет предоконечного и промежуточного каскадов. Выбор операционного усилителя.

Информация:

Тип работы: Курсовик. Предмет: Схемотехника. Добавлен: 14.10.2009. Год: 2009. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


План

Введение
1. Разработка структуры усилителя
2. Разработка и расчет оконечного каскада усилителя мощности
2.1. Выбор первой пары транзисторов
2.1.1. Построение нагрузочной прямой в режиме В
2.1.2. Построение мощностных характеристик
2.1.3. Построение нагрузочной прямой в режиме АВ
2.2. Выбор второй пары транзисторов
2.2.1. Построение нагрузочной прямой в режиме В
2.2.2. Построение нагрузочной прямой в режиме АВ
2.3. Расчет напряжения смещения
2.4. Нелинейные искажения
3. Разработка и расчет предоконечного каскада
3.1. Выбор типа транзистора
3.2. Построение нагрузочных прямых
4. Разработка и расчет промежуточного каскада
4.1. Выбор операционного усилителя
4.2. Расчет масштабирующего усилителя с инвертированием сигнала
5. Разработка и расчет входного каскада
5.1. Выбор операционного усилителя
5.2. Расчет масштабирующего усилителя без инвертирования сигнала
6. Разработка и расчет блока питания
7. Разработка и описание печатной платы.
Заключение
Список использованной литературы
Введение

Несмотря на быстрое развитие усилительной техники, бестрансформаторные усилители мощности по-прежнему играют важную роль.
Такие усилители могут быть легко выполнены по интегральной технологии. Именно поэтому современные БМУ представляют собой компактные и экономичные устройства. Кроме того, отсутствие частотно-зависимых элементов в цепях связи позволяет вводить глубокие отрицательные обратные связи не только по переменному, но и по постоянному току, что существенно улучшает характеристики усилителей.
Основной функцией усилителей мощности (УМ) является обеспечение в нагрузке заданного значения мощности; усиление по напряжению является второстепенным фактором, в результате УМ являются основными потребителями энергии источников питания. Для обеспечения высокого КПД мощные выходные каскады работают в режиме класса В или АВ. Схемы строят двухтактными на транзисторах различного типа проводимости (комплементарных), включенных по схеме с ОК или с ОЭ.
Исходные данные:
- мощность, отдаваемая в нагрузку ;
- сопротивление нагрузки ;
- внутреннее сопротивление источника сигнала ;
- диапазон усиливаемых частот ;
- коэффициент частотных искажений ;
- коэффициент гармоник ;
1 Разработка структуры усилителя

Усиление - это процесс увеличения электрических сигналов колебаний с сохранением их частотного спектра и фазовых соотношений. В настоящее время усилители электрических сигналов применяются практически в любых электронных устройствах, таких как: устройства воспроизведения и записи информации, устройства автоматики, измерительные устройства, вычислительная техника и т.д.
Р1 Р2
Ро

Рисунок 1 - Общая схема усилителя.
Процесс усиления электрического сигнала происходит за счет мощности, потребляемой от источника питания. Часть мощности Ро в усилителе преобразуется в мощность Р2, т.е. в мощность, выделяемую в нагрузке. Для преобразования мощности Ро в мощность Р2 затрачивается мощность Р1, т.е. мощность источника сигнала. Таким образом, усиление - процесс увеличения мощности источника сигнала.
В этом данном курсовом проекте проектируется устройство, структурная схема которого изображена на Рисунке 2.

Евх
Рисунок 2 - Структурная схема проектируемого усилителя.
2. Разработка и расчет оконечного каскада усилителя мощности

Выберем в качестве оконечного каскада двухтактный, бестрансформаторный, каскад на составных биполярных транзисторах, включенных по схеме с общим коллектором. Это позволит нам осуществить непосредственную связь с нагрузкой, а значит, обойтись без громоздких трансформаторов и разделительных конденсаторов. А т.к. последние являются частотно-зависимыми элементами, то их отсутствие существенно расширит полосу пропускания усилителя. Отсутствие частотно-зависимых элементов позволяет вводить глубокие обратные связи по постоянному току, что улучшает характеристики усилителя.
Выберем схему построения оконечного каскада.
Для повышения КПД транзисторы оконечного каскада используют в режиме класса В. Тогда оконечный каскад будет состоять из двух симметричных плеч, каждое из которых будет работать параллельно и в противофазе друг другу на общую нагрузку (Рисунок 3).
Однако при этом существенно увеличиваются нелинейные искажения. Поэтому выходные каскады обычно используют в режиме АВ (при этом в принципиальную схему добавляется цепь смещения), обеспечивая высокий КПД и малые нелинейные искажения. Такие схемы выполняют на комплиментарных транзисторах.
При значительной мощности выходного сигнала (более 5 Вт) или при слишком большом коэффициенте гармоник может возникнуть ситуация, когда для предоконечного каскада тоже может потребоваться режим АВ. В этом случае оконечный каскад выполняют на составных транзисторах.
2.1 Выбор 1ой пары транзисторов

Первая пара транзисторов составляет свой каскад. Он состоит из двух комплементарных транзисторов V1 и V2, работающих на общую нагрузку . По своим усилительным свойствам транзисторы V1 и V2 должны быть идентичны. В схеме (Рисунок 4) транзисторы V1 и V2 включены с ОК. Напряжения источников питания равны между собой . При положительных входных сигналах транзистор V1 работает в активном режиме и усиливает входной сигнал, а транзистор V2 заперт. При отрицательных входных напряжениях - наоборот. Таким образом, транзисторы работают в активном режиме попеременно, каждый в течение одного полупериода входного напряжения. При оба транзистора заперты.
а) рассчитаем амплитуду выходного питания:
U = (2Pн Rн )1/2;
==15,49 В;
б) выберем напряжение питания:
Eп = Uнм + Uост= 15,49 + 6 = 21,49 , следовательно Eп = 21 В
Uост= 6 В;
в) рассчитываем мощность, рассеиваемую на одном транзисторе:
= 6,2 Вт
г) ток нагрузки:
А, то есть Ikm = 1,94 A;
д) исходя из рассчитанных данных выбираем пару транзисторов:
это транзисторы КТ-818В и КТ-819В.
КТ-818В - это кремневые мезаэпитаксиально - планарные p-n-p-транзисторы предназначены для применения в ключевых и линейных схемах. Корпус пластмассовый с гибкими выводами или металлический, масса не более 15 г.
КТ-819В - это кремневые мезаэпитаксиально - планарные n-p-n-транзисторы предназначены для применения в ключевых и линейных схемах, узлах, блоках аппаратуры. Корпус пластмассовый с гибкими выводами, масса не более 2,5 г. или металлостеклянный, масса не более 15 г.
2.1.1 Построение нагрузочной прямой в режиме В
Будем рассчитывать транзисторы в режиме класса В. Этот режим соответствует условию, когда начальное смещение между базами и эмиттерами транзисторов отсутствует и при отсутствии входного сигнала ток коллекторов близок к нулю. Анализ энергетических характеристик усилителя проводят для одного плеча, считая, что параметры второго плеча идентичны.
Строим нагрузочную прямую:
1) Iк = 0, Uкэ = Еп = 21 В
2) Uкэ = 0,
Рисунок 5 - Выходные характеристики транзистора КТ-819В.
Нагрузочная прямая на выходных характеристиках каждого из транзисторов проходит через точку В(1) с координатами
;
и точку 4: ; = 6 В;
На входной характеристике транзистора положение рабочей точки определяется в соответствии с положением рабочей точки на выходных характеристиках.
, ,
, ,
, .
Рисунок 6 - Входная характеристика транзистора КТ-819В.
Из входной характеристики находим:
; .
2.1.2 Построение мощностных характеристик
На Рисунке 7 представлены мощностные характеристики усилителя в режиме В. Это зависимости мощностей нагрузки, потребляемой от источника питания и рассеиваемой на коллекторах транзисторов, от амплитуды напряжения на нагрузке.
Рисунок 7 - Мощностные характеристики усилителя.
2.1.3 Построение нагрузочной прямой в режиме АВ
В режиме класса АВ за счет введения небольшого смещения и задания также небольшого тока покоя транзисторов амплитудная характеристика изменяется и становится более линейной, переходные искажения существенно уменьшаются. Если задать ток покоя равным максимальному току в нагрузке, то получим режим класса А. Однако переходные искажения в достаточной степени уменьшаются, даже если ток покоя составляет незначительную часть максимального тока в нагрузке.
Итак, для первой пары транзисторов:
Ik0= 0,1Iнm = 0,1*1,94 = 0,194 A
Теперь построим нагрузочную прямую в режиме АВ. Она проходит через точку АВ с координатами , и точку 3 с координатами
=19,5-14,49 = 5,01 В,
=1,94+0,194 = 2,134 А
Рисунок 8 - Выходные характеристики транзистора КТ-819В.
Теперь переносим точки на входную характеристику:
,
,
,
.
Для этих токов находим соответствующие напряжения Uбэ:
,
,,
.
Рисунок 9 - Входная характеристика транзистора КТ-819В.
Найдем амплитудные значения :
Откуда получаем: ;
=0,35+14,49=14,84В.
Рассчитав максимальные значения входного тока и напряжения , определяют мощность, потребляемую входной цепью усилителя от предыдущего каскада и входное сопротивление:
,
.
2.2 Выбор 2ой пары транзисторов

Для второй пары транзисторов составного каскада входные параметры первого являются выходными, то есть для выбора транзисторов используем следующие данные:
Eп = Uнм + Uост= 14,84 + 6 = 20,84 , следовательно Eп = 21 В
Uост= 6 В;
= 0,15 Вт
, то есть Ikm = 50 мA;
Исходя из рассчитанных данных выбираем пару транзисторов:
это КТ-629А и КТ-630А.
КТ-629А - это кремниевые эпитаксиально-планар ые p-n-p-транзисторы предназначены для использования в быстродействующих импульсных и других неремонтируемых гибридных схемах, микромодулях, узлах и блоках, имеющих герметичную защиту от действия солнечного света, влаги и так далее, для аппаратуры широкого применения. Оформление бес корпусное, на диэлектрической подложке. Масса не более 0,02 г.
КТ-630А - это кремневые планарные n-p-n-транзисторы используются в быстродействующих импульсных и других схемах. Корпус металлический, герметичный, с гибкими выводами, масса не более 2 г.
2.2.1 Построение нагрузочной прямой в режиме В
Строим нагрузочную прямую:
1) Iк = 0, Uкэ = Еп = 21 В
2) Uкэ = 0, 21 / 297 = 70 мА;
Выходные характеристики:
Нагрузочная прямая на выходных характеристиках каждого из транзисторов проходит через точку В(1) с координатами
; =21В
и точку 4: ; = 6 В;
Рисунок 10 - Выходные характеристики транзистора КТ-630А.
На входной характеристике транзистора положение рабочей точки определяется в соответствии с положением рабочей точки на выходных характеристиках.
, ,
, ,
, .
Рисунок 11 - Входная характеристика транзистора КТ-630А.
2.2.2 Построение нагрузочной прямой в режиме АВ
Теперь построим нагрузочную прямую в режиме АВ для второй пары транзисторов. Она проходит через точку с координатами , и точку с координатами
= 19 - 14,84 = 4,16В,
= 50*10-3+10*10-3 = 60мА
, так как ;
Затем переносим точки на входную характеристику:
,
,
,
.
Рисунок 12 - Выходные характеристики транзистора КТ-630А.
Для этих токов находим соответствующие напряжения Uбэ:
,
,
,
.
Рисунок 13 - Входная характеристика транзистора КТ-630А.
Найдем амплитудные значения:
Откуда получаем: ;
=0,13+14,84 = 14,97В.
Рассчитав максимальные значения входного тока и напряжения , определяют мощность, потребляемую входной цепью усилителя от предыдущего каскада и входное сопротивление:
,
,
2.3 Расчет напряжения смещения

Для режима АВ посчитаем напряжение смещения:
;
;
Исходя из полученного напряжения смещения выбираем диоды, которые компенсируют его. Выберем три универсальных диода КД519А.
2.4 Нелинейные искажения

Транзисторы в УМ работают при значительных амплитудах сигнала, поэтому усилителям мощности присущи значительные нелинейные искажения. В режиме класса В усилители являются экономичными, но обладают повышенными искажениями, которые определяются, во-первых, существенной нелинейностью входных характеристик транзисторов, во-вторых, неидентичностью как входных, так и выходных характеристик и, в-третьих, нелинейной зависимостью тока коллектора от тока базы.
В схеме с ОК уменьшение нелинейных искажений достигается за счет 100%-ной отрицательной обратной связи по напряжению. Построения амплитудной характеристики каскада ОК, работающего в режиме В соответствует уравнениям:
Rc=0 ; Rн =8Ом
;
Для токов коллектора найдем Uн:
;
;
;
.
Для токов базы и соответствующим им найдем Евх:
, ,
, ,
, ,
, .
;
;
;
.
Построение амплитудной характеристики для режима АВ:
Эта характеристика более линейна вблизи начала координат по сравнению с режимом В.
; и
Для токов коллектора найдем Uн:
;
;
;
.
Для токов базы и соответствующим им найдем Евх при
:
, ,
, ,
, ,
, .
;
;
;
.
Теперь посчитаем коэффициент нелинейных искажений по третьей гармонике в режиме В:
.
Теперь посчитаем коэффициент нелинейных искажений по третьей гармонике в режиме АВ:
.
Рисунок 14 - Амплитудная характеристика оконечного каскада.
3. Разработка и расчет предоконечного каскада

При необходимости получения больших выходных токов существенно возрастает ток, потребляемый баз и т.д.................


Скачать работу


Скачать работу с онлайн повышением оригинальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.