Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Задание
Разработать усилитель звуковых частот с мощным выходным каскадом, выполненным по трансформаторной схеме.
Исходные данные
1. Тип мощного транзистора КТ920В
2. Мощность в нагрузке Рн, Вт 6
3. Сопротивление нагрузки Rн, Ом 5,5
4. Нижняя граничная частота ƒн, Гц 100
5. Верхняя граничная частота ƒв, Гц 16
6. Коэффициент частотных искажений Mн=Мв 1,1
7. Коэффициент нелинейных искажений jн, % 0,60
8. Нестабильность амплитуды напряжения нагрузки 1,5·10-2
9. Сопротивление источника Rист, Ом 600
10. Параметры питающее схемы:
10.1 Напряжение Uc, B
10.2 Частота ƒс, Гц (50+1)
11. Колебания температуры окружающей среды tc, ºс +0+55
12. Питание усилителя осуществить от стабилизированного источника на базе интегральной микросхемы стабилизатора.
Структурная схема усилителя звуковых част с мощным выходом приведена на рисунке 1
Содержание
Перечень принятых сокращений
Введение
1. Расчет двухтактного трансформаторного
усилителя мощности на биполярном транзисторе
2. Предоконечный каскад – однотактный трансформаторный
усилитель мощности на биполярном транзисторе.
3. Расчет схемы отрицательной обратной связи в усилителе
звуковых частот с мощным выходом
4. Расчет схемы согласования
5. Расчет блока питания усилителя звуковых частот с
мощным выходом
Заключение
Список использованной литературы
Приложение А – Перечень элементов схемы
Перечень принятых сокращений
БП – блок питания;
БПТ – биполярный транзистор;
ВАХ – вольт-амперная характеристика;
КНИ – коэффициент нелинейных искажений;
КПД – коэффициент полезного действия;
КЧИ – коэффициент частотных искажений;
ООС – отрицательная обратная связь;
ОЭ – общий эмиттер;
ОУПТ – операционный усилитель постоянного тока;
ПКУ – предоконечный усилитель;
ПУ – предварительный усилитель;
СС – схема согласования;
УМ – усилитель мощности;
1УМ – однотактный усилитель мощности;
2УМ – двухтактный усилитель мощности;
Введение
КПД однотактного усилителя мощности класса А менее 50%, то с целью повышения КПД применяют двухтактные каскады, КПД которых достигает 80%. Двухтактные каскады работают в полосах АВ или В. С целью уменьшения нелинейных искажений, используют класс АВ.
При этом величину тока Iкп выбирают равной: , тем самым обеспечивая выполнение условия: Iкп>Iобр. В результате отсекается самая нелинейная область.
Принципиальная схема двухтактного трансформаторного усилителя мощности имеет вид, представленный на рис. 2.
Транзисторы VT1 и VT2 идентичны. Положение рабочей точки по постоянному току обеспечивается делителем R1||R2. В виду больших токов базы величины R1 и R2 получается порядка сотен Ом. Таким образом R1 и R2 уменьшают КПД усилителя. Для уменьшения шунтирующего влияния резисторов R1 и R2 вместо них применяют диоды, которые выбираются также как и для однотактных усилителей мощности. На практике дополнительно устанавливают резисторы R0(0,11 Ом).
Они не рассчитываются и служат для уравновешивания коллекторных токов VT1 и VT2, а также для увеличения термостабильности каскада. Расчет каскада по постоянному току не отличается от расчета каскада с ОЭ. Недостатком данной схемы является наличие трансформатора с общей точкой. Если , то сердечник трансформатора Тр2 не испытывает вынужденного подмагничивания, т.к. по постоянному току . На базу VT1 и VT2 сигналы приходят в противофазе. Когда открыт VT1, закрыт VT2. Поэтому для токов и можно записать следующее соотношение:
Выражение для магнитного потока имеет следующий вид:
Ф=А·(-)
Подставляя вместо и соотношение, получим:
Ф=А·(+)
На величину коэффициента нелинейных искажений влияют только нечетные гармоники. Следовательно, при расчете j необходимо учитывать 3-ю, 5-ю, и т.п. гармоники.
Необходимо также учитывать коэффициент асимметрии. Транзисторы VT1 и VT2 выбираются по трем критериям (ток, напряжение, мощность). При расчете двухтактного каскада ВАХ для VT1 и VT2 совмещают (см. рис 3).
Ек выбирают исходя из следующего условия:
где - амплитуда напряжения на нагрузке, приведенная в первичной обмотке трансформатора.
Для двухтактного усилителя мощности расчет ведется для одного плеча. Параметры обоих плеч одинаковы.
r1=r’2
Среднее значение коллекторного тока транзистора VT1 за период работы схемы определяется следующим образом:
;
Мощность, потребляемая от источника питания за период работы схемы определяется из соотношения:
Определим КПД двухтактного каскада:
Величиной π·Iкп можно пренебречь, т.к.
Iкm >>π·Iкп
Т.к. то:
На практике КПД составляет 6570%.
1. Расчет двухтактного трансформаторного усилителя мощности на биполярном транзисторе.
Исходные данные для расчета:
- мощность, потребляемая нагрузкой Рн=6 Вт;
- сопротивление нагрузки Rн=5,5 Ом;
- верхняя граничная частота ƒв=16 кГц;
- коэффициент нелинейных искажений j=0,60%;
- диапазон рабочих температур: +0..+55ºс;
- мощный транзистор КТ920В.
Выбор схемы.
Оконечный каскад, являясь основным потребителем мощности от источника питания , вносит наибольшие нелинейные искажения. В двухтактном каскаде допускаются пульсации напряжения (тока) источника питание в три – пять раз больше, чем в однотактном. Если колебательная мощность не превышает 20 мВт, применяют однотактный каскад. При мощности 2070мВт, применяют двухтактный каскад в режиме АВ, а при большей мощности – только в режиме В.
Из трех возможных схем включение транзисторов наиболее распространенная – с общим эмиттером.
Её применение позволяет получить заданную выходную мощность при меньшей по сравнению с другими схемами, затрачиваемую входную мощность.
Относительно высокий уровень нелинейных искажений, являющийся основным недостатком каскада с ОЭ, не так сильно сказывается при использовании двухтактной схемы ввиду компенсации четных гармоник. Он может быть также уменьшен введением отрицательной обратной связи и подбором транзисторов с минимальным разбросом параметров.
Воспользуемся схемой двухтактного трансформаторного усилителя мощности, представленной на рис. 2.
1. Выбор КПД трансформатора выполняем по таблице зависимости КПД от мощности.
Таблица 1 – Зависимость КПД трансформатора от мощности
|
Рн, Вт |
0,1 |
0,1-1 |
1-10 |
10-100 |
|
ηтр |
0,65 |
0,65-0,75 |
0,75-0,85 |
0,84-0,93 |
Выбираем ηтр=0,8. Диапазон измерения (0,75-0,85).
2. Проверим заданный по условию транзистор на соответствие условиям эксплуатации.
1. В двухтактном каскаде каждый из двух транзисторов должен обеспечивать половину требуемой мощности. Исходя из этого соображения, рассчитываем необходимую допустимую мощность, рассеиваемую на коллекторе одного транзистора:
,
где ηк – КПД каскада.
Для транзисторов, работающих в режиме АВ ηк=(0,35-0,78).
Выбираем КПД каскада равным ηк=0,5.
2. Граничная частота транзистора должна быть в 510 р. больше граничная частоты в нагрузке.
Исходя из полученных данных, выбираем транзистор
КТ 920В [13,540], n-p-n параметры которого:
Uкэ max =36 В; Iк мах=3А; ƒгр=30 МГц; Pк max=25 Вт; Uк нас=2,5 В; h21э=5
3. Выбор рабочей точки транзистора VT, по постоянному току.
Рабочую точку необходимо выбирать так, чтобы выполнялись следующие условия:
Напряжение питания каскада должно иметь стандартное значение Ек, при этом должно выполняться условие:
Рабочая точка по постоянному току в режиме АВ обычно находится на выходных ВАХ транзистора VT1, по величине тока коллектора:
Iко=(0,05-0,15)·Iк max
Нагрузочная прямая по постоянному току (=I) проходит вертикально вверх через точку Ек.
Нагрузочная прямая по переменному току на выходных ВАХ не должна пересекать кривую максимальной рассеиваемой мощности.
Пользуясь входными и выходными ВАХ, выбираем положение рабочей точки транзистора, работающего в режиме АВ.
выбираем Ек=18 В
Iко=(0,05-0,15)·Iк max= (0,05-0,15)·3=(0,15-0,45) А
Выбираем Iко=0,3 А
Строим кривую Рк max=25Вт по соотношению:
Координаты рабочей точки А:
Iko=0,3 A; Uкэ=Ек=15 В; Iбо=0,01 А; Uбэо=0,68 В
4. Наклон желаемой нагрузочной прямой по переменному току VT.
Расчет двухтактного усилителя мощности производим таким образом, чтобы иметь запас по мощности, отдаваемой каскадом в нагрузку. Запас по мощности позволит обеспечит настройку каскада. Положение нагрузочной прямой по переменному току определяется сопротивлением согласующего трансформатора Тр2. В области средних звуковых частот схема замещения Тр2 (см. рис. 6). Сопротивление Тр2 по переменному току в области С34 равно:
Rk=r1+r2’+Rн’,
где r1 – сопротивление первичной обмотки;
r2 – приведённое сопротивление вторичной обмотки;
Rн’ – приведенное сопротивление нагрузки.
- коэффициент передачи Тр2
(W2, W1 – число витков первичной и вторичной обмотки Тр2, соответственно).
Таким образом, наклон нагрузочной прямой зависит от сопротивления обмоток Тр2: r1, r2’, сопротивления Rн и коэффициента передачи трансформатора Тр2 – n.
Из всех этих величин можно менять только коэф. n и, тем самым, получать любое положение нагрузочной прямой по переменному току (основное преимущество трансформаторного 2-х тактного усилителя мощности).
где величины приращений определяются по нагрузочной прямой:
ΔIk=ik max-ik min
ΔUkэ=ukэ max-ukэ min
где ik min≥0; ik max ≤Ik max; ukэ max ≥Ukэ max; ukэ max ≤Ukэ max
Поворачивая нагрузочную прямую влево и вправо, выбирается наиболее „высокомощный” режим.
ΔIк=1,6-0,3=1,3 А
ΔUкэ=15-3,0=12 В
Находим угол наклона нагрузочной прямой
Проводим через точку А под углом α=12,2 нагрузочную прямую по переменному току.
5. Расчёт мощности коллекторной цепи VT1.
Находим требуемую мощность коллекторной цепи VT1, отдаваемую транзистором в первичную обмотку трансформатора Тр2:
На выходных ВАХ выбираем Uкт и Iкт, такие, чтобы выполнялось условие.
Выбираем Iкт=I’кт – Iк0=1,6-0,3=1,3 А
Uкэт=Ек-Uкэmin=15-3=12 В
Р2=1/2·Uкэт·Iкт=1/2·12·1,3=7,8 Вт
Условие Р1=Р2 выполняется
(Р2 можно выбирать с небольшим запасом).
6. Расчет нелинейных искажений.
Нелинейные искажения определяем по амплитудам гармоник коллекторного тока, используя сквозную динамическую характеристику Iк(Еист) и метод пяти ординат.
Сопротивление источника находим по формуле:
Получаем
Далее, перенося точки по нагрузочной прямой с выходной ВАХ на входную, рассчитываем э.д.с. эквивалентного источника питания по формуле:
Еист=Uбэ+Iб·Rист,
которая вытекает из модели оконечного каскада по переменному току (см. рис 7).
Накопленные данные переносим в таблицу 2.
|
Iк, А |
Iб, А |
Uбэ, В |
Eист, В |
|
0,3 |
0,01 |
0,68 |
0,815 |
|
0,6 |
0,02 |
0,81 |
1,08 |
|
0,95 |
0,03 |
0,92 |
1,325 |
|
1,3 |
0,04 |
1 |
1,540 |
|
1,6 |
0,05 |
1,04 |
1,715 |
Строим сквозную динамическую характеристику Iк(Еист) (см. рис. 8). По сквозной динамической характеристике находим нелинейные токи:
Пять значений токов , I1, I0, I2, определяем предполагая, что в одном плече каскада протекает ток 1+h, а в другом в 1-h раз отличающийся от номинального, при чем токи второго плеча имеют обратное направление. h – коэффициент асимметрии плеч, который равен h=0,1…0,15.
Выбираем h=0,1. Тогда получаем:
Далее определяем амплитуду гармоник тока:
Находим коэффициент нелинейных искажений для транзистора, работающего в режиме АВ по формуле:
7. Расчет элементов температурной стабильности.
По выходным и входным ВАХ определяем следующие исходные данные:
- максимум коллекторного напряжения:
Uкэт=Ек-Uкэmin=15-3=12 В;
- максимальный коллекторный ток:
Iкт=I’кт-Iк0=1,6-0,3=1,3 А;
- максимальный ток базы:
Iб max=I’б max-Iк0=0,05-0,01=0,040 А;
- максимальное напряжение на базе транзистора:
Uбэ max=U’бэmax-Uбэо=1,04-0,68=0,360 В;
- напряжение покоя на базе Uбэо=0,68 В;
- ток покоя коллектора Iк0=0,30 А;
- ток покоя базы Iб0=0,010 А
1) Сопротивление в цепи делителя базы (см. рис 9)
Выбираем R0=0,3 Ом.
Верхняя граница диапазона рабочих температур составляет +55ºС. На практике при температурах до 80ºС, чаще используют следующую схему:
Общее сопротивление цепочки R0=Rр||Rт
Требуемое напряжение смещения обеспечивается для двух значений температуры t’ и t’’. Погрешности для других значений температуры получаются наименьшими, или:
где tmax и tmin – предельные значения температуры окружающей среды.
Зная tmax=+55ºС и tmin=0ºС, определим:
Находим:
где В выбираем по справочнику радиолюбителя в зависимости от требуемого класса точности терморезистора. Чаще всего В=2500ºК.
Т’=t’+275K=281K; Т’’=t’’+275K=320K;
Далее приняв t0=+20ºС и С=2,2·10-3 В/1ºС, рассчитаем:
Пользуемся значением этой формулы, считаем:
РRP=U2бэо/Rр= 0,682/0,101=4,58 Вт
Выбираем намоточный резистор RР=0.11 Ом
Рассчитываем номинальное значение термосопротивления для t0=+20ºC
где T0=t0+273=293K
До температуры среды +55ºС допустимо применять диоды, которые компенсируют температурные изменения транзистора VT1. Число диодов равно количеству шунтируемых им p-n переходов транзистора, т.е. ставим диод, у которого прямое сопротивление (0,251,25) Ом, падение напряжения 0,68 В.
По справочнику [9,97] выбираем VD1: КД202А
2) Рассчитываем ток делителя
Iд=5·Iвп=5·0,01=0,05 А
3) Рассчитываем сопротивление резистора R2:
R2=(Ek-Uбо)/(Eд+Iбо)=(15-0,68)/(0,050+0,010)=238,7 Ом
РR2=(Iд+Iбо)2·R1==(0.05+0.01)2·12=0.0432 Вт
Выбираем R2=240 Ом. Тогда тип R2: МЛТ-1,0-240 0м±5%.
4) Рассчитываем сопротивление резистора R1:
Выбираем R1=12 Ом. Тогда тип R1: МАТ-0,125-12 0м±5%.
5) Рассчитываем конденсатор С1 на ƒв (см. рис. 10):
x1(ƒв)<<R1||R2;
отсюда
Выбираем С1=9,1 мкФ. Тога тип С1: К50-3-9,1мкФ±20%-25В
8. Определение коэффициента трансформации выходного трансформатора.
Унифицированные согласующие трансформаторы (УСТ), предназначены для согласования сопротивлений источника входного сигнала и нагрузки. Межкаскадное УСТ применяются для согласования 1-но тактного и 2-ух тактного каскадов. Они обозначаются как ТМРтр-і/ ТРтр-і.
где Ртр – номинальная мощность ВА (0,002; 0,005; 0,01; 0,5; 0,7; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0; 25,0).
i – номер типономинала1,2, …, m (14, 54, 69, 59,69,59,45,19,30,1,0 – m для соответствующей номинальной мощности).
Выходные УСТ типа ТОТ обеспечивают заданную Рн и выпускаются 6 сериями (всего 207 типономиналов). Они обозначаются ТОТi, где i – номер типономинала 1,2, .. 189, 202, … 219 и выпускаются на типовые мощности 0,025-25 Вт.
В таблицах [6, прил. А и Б] даны параметры этих трансформаторов.
Конкретный типономинал трансформатора выбирается по:
- мощности в нагрузке с учетом ηтр:
Ртр≥Рн/ηтр
- коэффициенту трансформации nтр=W2/W1
nтр≥nрасч
Рекомендуется при выборе УСТ по коэффициенту трансформации nтр иметь в виду возможность последовательного соединения первичных и вторичных обмоток, что позволяет расширить дискретный ряд их значений.
Для трансформаторов ТОТ36-ТОТ105 число витков равно:
W1=W2; W’1=W’’1=W’2=W’’2=0,5·W1
Для трансформаторов ТОТ105-ТОТ189 число витков равно:
W2=1,4W1; W’1=W’’1=0,5W1; W’2=W’’2=0,3·W1
Для трансформаторов ТОТ202-ТОТ219 число витков равно:
W2=0,7W1; W’2= 0,14W1; W’’2= 0,26·W1
Рассмотрим пример выбора выходного УСТ:
nтр=W2/W1
В таблице [6, прил. Б] не обходимо учитывать следующие данные:
- входное сопротивление трансформатора Rвх. тр.;
- сопротивление обмоток по постоянному току, Ом:
первичной – r12
вторичной – r22
- максимальное напряжение первичной обмотки, В – U12;
- число витков первичной обмотки W12;
- коэффициент трансформации nтр.
Из этих данных можно получить сопротивление полуобмоток:
W’1-r1/2; W’2-r2/2
По значениям Rвх.тр=r1+r2/n2тр>RH/n2тр и U1 можно найти типовую мощность трансформатора Ртр.
Очевидно, что мы знаем различные варианты применения одного и того же трансформатора (ране при одинаковых коэффициентах n, мы имеем разные величины сопротивлений обмоток).
Отметим, что выбор типа межкаскадного трансформатора проще, т.к. в справочной таблице [6, прил. А] приводится типовая мощность УСТ. При этом также возможны вариации коэффициентов трансформации. Находим сопротивление коллекторной цепи транзистора VT1 по переменному току (наклон желаемой нагрузочной прямой – рис.4).
R=Uкэт/Iкэт=12/1,3=9,23 Ом
Коэффициент трансформации находим по формуле:
Если активные сопротивления первичной и вторичной обмоток Тр2 определить по следующим соотношениям [14,90]:
r1=0,58·R(1-ηтр)=0,58·9,23(1-0,8)=1,071 Ом
r2=0,42·Rн· (1-ηтр)/ ηтр =0,42·9,23·(1-0,8)/0,8=0,578 Ом
Максимальное напряжение первичной обмотки равно:
U1=152 В
Входное сопротивление трансформатора:
Rвх.тр=r1+r2/n2тр+RH/n2тр=9,23 Ом
По полученным данным выбираем типовой выходной согласующий трансформатор ТОТ157, параметры которого:
r1п=1,22 Ом; r2п=6,7 Ом
3) максимальное напряжение первичной обмотки:
U1=192 В
Коэффициент трансформации: nтр=1,150
Находим типовую мощность трансформатора:
9. Выбор радиатора.
Находим необходимую мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора:
,
где
Радиатор для каждого из транзисторов рассчитываем, исходя из максимальной температуры перехода:
,
где Rтт=1ºС/Вт
Выбираем ребристый радиатор площадью S=51 см2
2. Предоконечный каскад – однотактный трансформаторный усилитель мощности на биполярном транзисторе.
Принципиальная схема однотактного усилителя мощности приведена на рисунке 14. Исходными данными для расчета однотактного усилителя мощности являются входные параметры двухтактного усилителя мощности:
1. Рн=1,2 мВт
2. Rн=9,00 Вт
3. Верхняя граничная частота ƒв=16 кГц
4.
Расчёт каскада производится аналогично расчету усилителя с общим эмиттером, но необходимо учитывать, что подключение сопротивления нагрузки Rн и коллекторной цепи транзистора VT1 происходит через трансформатор Tр1. По переменному току напряжение коллектора VT1 и напряжение нагрузки Uн связаны через коэффициент трансформации n:
3. Расчет схемы отрицательной обратной связи в усилителе звуковых частот с мощным выходом.
Принципиальна схема предоконечного каскада усилителя звуковых частот с мощным выходом приведены на рис. 15.
Исходные данные для расчета:
1. Допустимые нелинейные искажения тз=0,60%
2. Нелинейные искажения, вносимые 2УМjгут=3,68%
3. Нелинейные искажения, вносимые 1УМjгут=3%
4. Мощность на нагрузке Рн=6 Вт
5. Сопротивление нагрузки R=5,5 Ом
6. Верхняя граничная частота ƒв=16 кГц
7. Нестабильность амплитуды ΔUн/Uн=1,5·10-2
Выполним предварительный усилитель (ПУ) на ОУПТ с инвертирующим включением.
1. Расчет требуемой глубины ОСС.
Для уменьшения нелинейных искажений сигнала, возникающих в каждом каскаде усилителя синусоидального сигнала, вводится общая ООС по напряжению со сложением напряжений.
Находим суммарный коэффициент нелинейных искажений:
Принимаем γПУ=1%, получаем:
Обратная связь должна обеспечить точное усиление, чтобы имея известный после расчета генератора сигнал на входе предусилителя, получить требуемый сигнал в нагрузке, т.е.
где Uнт=, а Uвх.пу принимаем равным 0,5 В
Вводимая ООС подавить величину примерных нелинейных искажений jΣ до значения jтз, т.е. необходимый фактор ООС равен:
5) Находим коэффициент усиления при разомкнутой ОСС:
Находим
6) Находим коэффициент передачи ПУ:
2. Расчет параметров ПУ.
1. Условие выбора ОУ.
Максимально допустимый выходной ток ОУПТ должен быть больше входного тока последующего каскада, т.е. Iвых.max.ОУ≥Iвх.1УМ
Граничная частота работы ОУ должна быть намного больше частоты сигнала в нагрузке, т.е.
2. Сопротивления R1, R2, R3, R4 выбираются по условиям минимума аддитивной погрешности.
G-=G+=G
где
и выполнение неравенства:
Выбираем R2=10 кОм. Тогда тип R2: МЛТ-0,125-10кОм±5%
Тогда
Выбираем R1=3,6 кОм. Тогда тип R1 – МЛТ-0,125-3,6кОм±5%
3. Сопротивление резистора R3 найдем из условия минимума аддитивной погрешности:
Выбираем R3=2,7 кОм. Тогда тип R3 – МЛТ-0,125-2,7кОм±5%
4. Уточнение параметров ПУ:
Т.к. КПУ не изменился, то и остальные параметры остались прежними.
3. Погрешность ПУ, вызванные влиянием температуры.
1) Погрешность от дрейфа есм.
Наличие напряжения смещения на выходе ОУ, вызванное его не идеальностью, приводит к возникновению погрешности выходного напряжения ПУ:
где ΔТ=55-20=35ºС
Находим относительную погрешность выходного напряжения ПУ:
2) погрешность, вызванная температурными измерениями резисторов.
В Т.З. задан широкий диапазон измерения температуры (0195ºС). Данное обстоятельство вызывает отклонение величины сопротивления резисторов от номинального значения. Это отклонение определяется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Для резисторов типа МЛТ ТКС равен ±0,7·10-3 1/ºС. Измерение величины резистора под действием температуры:
где ΔТ=Тmax-20=35ºС
Соответственно изменение величин сопротивлений приводит к изменению коэффициента усиления ОУ.
Для инверсного включения величина погрешности составляет:
При использовании резисторов типа МЛТ получим:
Эта погрешность влияет на стабильность амплитуды ГСС.
По Т.З. нестабильность амплитуды ΔUн/Uн=1,5%.
Введение ООС в схеме усилителя уменьшает погрешность в F раз, т.е. получаем:
4. Расчет схемы согласования.
Схема согласования представляет собой велитель напряжения на подстроечном резисторе (см. рис 16).
Исходные данные для расчета:
- напряжение на входе СС Uвх.сс=U1=5 В
- напряжение на выходе СС Uвых.сс=U2=0,5 В
- входное сопротивление Rвх=600 Ом
Расчет коэффициента деления напряжения:
Задаемся изменением α равным ±10%:
В качестве R2 выбираем подстроечный резистор типа СПБ-17-1 кОм±5%. Рном=1 Вт.
Диапазон рабочих теператур: -60…+125ºС.
Расчет ведем на среднее значение: R2=500 Ом
Выбираем по ГОСТу: тип МЛТ-0,125-22кОм±5%
Выбираем по ГОСТу: тип МЛТ-0,125-24кОм±5%
Выходное сопротивление Rвых=600 Ом. Поэтому чтобы схема согласования не шунтировала выход фильтра необходимо выполнения условия:
Для данного расчета:
, т.е. это условие выполняется.
5. Расчет блока питания усилителя звуковых частот с мощным выходом.
Определим типы и номинальные значения элементов схемы блока питания (см.рис. 17)
1. Канал на Uн=+15 В
По данным определяем суммарный ток через элемент DA1: Iпот=0,3+0,05+0,035=0,3535 А.
Выбираем стабилизатор КР142ЕН8Е.
Коэффициент стабилизации выбранной ИМС:
Данные по ТЗ параметры питающей сети: Uс=(127В+10%-15%). Выбираем максимальное изменение входного напряжения: Δ=15%. Тогда нестабильность напряжения на выходе ИМС:
2. Канал на Uн=-15 В
Определяем суммарный ток через элемент DA2:
Iпот=3,5·10-3=3,5 мА
Выбираем стабилизатор КР142ЕН8Е.
Для уменьшения амплитуды пульсаций напряжения на выходе стабилизатора необходимо подключить емкость: С3=С4 510 мкФ.
Для устойчивой работы микросхем стабилизаторов применяют емкости
С1=С2=100мкФ
Выбираем емкости по ГОСТ:
С3-С4: К53-1-51020±20%
С1-С2: К53-1-10020±20%
С учетом выбранных элементов стабилизации поставим требования к выпрямителям.
- выпрямитель на VD1: U0=35B, I0=Iпот=353,3 мА, Кп=1%
- выпрямитель на VD1: U0=35B, I0=Iпот=3,53 мА, Кп=1%
Коэффициент пульсаций Кп выбран согласно требований питаемой аппаратуры. На выходе схем стабилизации благодаря наличию элементов коррекции величины Кп будет ещё меньше.
Заключение
В ходе курсового проектирования по электронике, в соответствии техническим данным был спроектирован усилитель звуковых частот с мощным выходом.
Рассчитаны принципиальные схемы отдельных узлов усилителя: двухтактный трансформаторный усилитель мощности, предварительный усилитель, схемы согласования, ООС.
Разработана принципиальная схема блока питания усилителя с мощным выходом.
В ходе работы над курсовым проектом приобретены необходимые навыки синтеза, расчета и анализа принципиальных электрических схем.
Список использованной литературы
1. Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем. – К.:Вища школа, 1983,24 Ос.
2. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу „Электроника и микросхемотехника”, „Аналоговая схемотехника”.
3. Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Под. редакцией Б.Л. Перельмана. – М.: Радио и связь, 1981.
.