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
|
\ 1.Введение Одна из основных функций, реализуемых аналоговыми устройствами, это усиление. УУ называется устройство, предназначенное для повышения (усиления) мощности входного сигнала. Усиление происходит с помощью активных элементов за счет потребления мощности от источника питания. В УУ входной сигнал лишь управляет передачей энергии источника питания в нагрузку. В качестве активных элементов чаще всего применяются транзисторы, такие УУ принято называть полупроводниковыми, или транзисторными. УУ принято классифицировать по ряду признаков: ► по характеру усиливаемых сигналов - УУ непрерывных (гармонических) и УУ импульсных сигналов; ► по диапазону рабочих частот - УУ постоянного тока (=0 Гц) и УУ переменного тока. В свою очередь, УУ переменного тока в учебной литературе (и в данном пособии) подразделяются на: усилители звуковых частот (от 20 до 20000 Гц) или низкочастотные усилители; усилители высоких частот (ВЧ) ( до 300 МГц); усилители сверхвысоких частот (СВЧ) ( › 300 МГц). Кроме того, УУ ВЧ и СВЧ диапазонов подразделяются на: узкополосные (, ); где - средняя частота рабочего диапазона УУ; широкополосные (). ► импульсные усилители классифицируются по длительности усиливаемых импульсов на микро-, нано- и пикосекундные; ► по типу активных элементов УУ подразделяются на ламповые, транзисторные, квантовые и др.; ►по функциональному назначению УУ подразделяются на усилители напряжения, тока и мощности; ► по назначению УУ подразделяются на измерительные, телевизионные и т.д. Кроме рассмотренных основных признаков УУ могут классифицироваться по ряду дополнительных признаков - числу каскадов, типу питания, конструктивному исполнению и т.д. |
||||||
Расчет двухкаскадного усилителя |
Лист |
|||||
|
2 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
||
|
2.Задание на курсовую работу:
Технические требования: Биполярный транзистор ( общий эмиттер ) Входное сопротивление Rвх = 50 Ом Сопротивление нагрузки Rн = 33 кОм Напряжение источника сигналов Uc = 5 · 10-3 B Напряжение источника питания Еп = 15 В Коэффициент усиления второго каскада не менее 90 Граничные частоты ƒн = 63 Гц ƒв = 18000 Гц 3. Выбор электрической схемы двухкаскадного усилителя. рис.1 Принципиальная электрическая схема В качестве схемы усилителя взята стандартная схема включения транзистора с общим эмиттером для проводимости типа n-p-n .Усилитель по току, режим класс «А» Разделительный конденсатор Ср1 ( рис 2. )служит для передачи на вход транзистора VT1 усиливаемого переменного напряжения, а также исключает попадание на вход транзистора постоянного напряжения. |
||||||
Расчет двухкаскадного усилителя |
Лист |
|||||
|
3 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
||
|
Разделительный конденсатор Ср2 осуществляет развязку каскадов. Разделительный конденсатор Ср3 осуществляет развязку 2 каскада по нагрузке. Резисторы R1, R2, R5, R6 образуют делители для получения необходимого напряжения смещения на базе транзисторов. Резистор Rэ и конденсатор C4 обеспечивают температурную стабилизацию работы транзистора VT2. 4.Расчет двухкаскадного усилителя Расчет двухкаскадного усилителя начинаем с расчета второго каскада. рис2. Принципиальная электрическая схема. Напряжение питания U П равно 15 В I K - максимальный ток в нагрузке: I K : В; I K = = 0,45 м А. Находим напряжение на коллекторе Находим выходное напряжение Uвых = Uc · Kус; Uвых = 5 · 10-3 · 90 = 0,45 B. Находим мощность, выделяемую на транзисторе VT2. Pвых = |
||||||
Расчет двухкаскадного усилителя |
Лист |
|||||
|
4 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
||
|
Для схемы с общим эмиттером коэффициент усиления по току Кус примерно равен статическому коэффициенту передачи h 21Э. Требования к транзистору VT2 следующие : I K = 0,45 (м А) . Кус = h 21Э ≥ 90. Pрас ≥ 6 · 10-6 Вт. ƒн = 63 Гц ƒв = 18000 Гц Этим требованиям удовлетворяет биполярный транзистор КТ312В и имеет следующие характеристики: табл.1. Тип прибора h21э (h21э) Uкэнас В Iкбо mkA frp, МГц, (fmах) Ск, пф Предельные значения параметров Рк; мВт I max UkэRmax (Ukэоmax) [Ukэо rp], В Uk6o max, В Uэбо max, В Ik max, мA 1к,и max, mA КТ312В 50...280 0,8 10 180 5 20 4 30 225 30 По данным таблицы 1. находим I к мах = 30 мА. Берем I к равным 0,7 I к мах. I к = 21 мА. Так как транзистор VT2 работает в режиме «А» то за I к о берем половину I к I к о = 10,5 мА. По вольтамперной характеристике транзистора КТ312В (рис.3) при Uкэ = 7,5В и I к о = 10,5 мА находим I бо. I бо = 0.16 мА. Uкэ = 3,75 В и I к = 5,5 мА находим I б. 3. Выходная характеристика транзистора КТ312В. |
||||||
Расчет двухкаскадного усилителя |
Лист |
|||||
|
5 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
||
|
Находим напряжение эмиттера. Uэ = 0.2 · Еп Uэ = 0.2 · 15 = 3 В. Находим напряжение коллектора. Uк = Uэ + Uкэ Uк =3+3,75 =6,75 В . Находим сопротивление эмиттера. : Ом. Находим сопротивление коллектора. Ом. Находим ток делителя. Iд = I бо· 10 Iд = 0,16 · 10 = 1,6 мА. Находим напряжение базы. Uб = Uэ + 0.6: Uб = 3 + 0,6 = 3,6 В. Находим величины сопротивлений R5,R6: Ом = 7,125 кОм R6 = Ом = 2,250 кОм Находим входное сопротивление 2-го каскада : Rвх = R5 // R6 // h 21Э · Rв Rвх = () // 90 · 545 = = 1652,3 Ом Rвх = 1,6523 кОм. Находим величины разделительных емкостей С2 и С3 Емкость конденсатора С2 рассчитывается исходя из того, что его сопротивление по переменному току на самой низкой частоте должно быть во много раз меньше входного сопротивления : = 1,5 мкФ 76·10-9 мкФ = 76 нФ |
||||||
Расчет двухкаскадного усилителя |
Лист |
|||||
|
6 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
Находим величину емкости С4. 4,6 мкФ. 5.Расчет двухкаскадного усилителя Аналогично производим расчет первого каскада усилителя. Rн принимаем входное сопротивление второго каскада Rвх2 рис.5 Принципиальная электрическая схема Напряжение питания U П равно 15 В I K - максимальный ток в нагрузке: I K : I K = = 0,009 =9 мА. Находим напряжение на коллекторе
Находим выходное напряжение Uвых = Uc · Kус; Uвых = 5·10-3 · 90 = 0,45 B. Находим мощность, выделяемую на транзисторе VT2. Pвых = Находим напряжение эмиттера. Uэ = 0.2 · Еп Uэ = 0.2 · 15 = 3 В. Для первого каскада также выбираем транзистор КТ312В. |
||||||
Расчет двухкаскадного усилителя |
Лист |
|||||
|
7 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
рис.6 Выходная характеристика транзистора КТ312В По вольтамперной характеристике транзистора КТ312В (рис.6) при Uкэ = 15 В и I к о = 9 мА находим I бо. I бо = 0.1мА. Uкэ = 3,75 В и I к = 4,5 мА Находим напряжение коллектора. Uк = Uэ + Uкэ Uк = 3+3,75 =6,75 В Находим сопротивление эмиттера. : Ом Находим сопротивление коллектора. Ом. Находим ток делителя. Iд = I бо· 10 Iд = 0,10 · 10 = 1 мА. Находим напряжение базы. Uб = Uэ + 0.6: Uб = 3 + 0,6 = 3,6 В. |
||||||
Расчет двухкаскадного усилителя |
Лист |
|||||
|
8 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
||
|
Находим величины сопротивлений R1,R2: Ом = 11,4 кОм
R2 = Ом = 3,6 кОм Находим входное сопротивление 1-го каскада : Rвх = R1 // R2 // h 21Э ·Rэ Rвх = () // 90 · 666 = 2616,5 Ом Rвх = 2,5 кОм. Находим величину разделительной емкости С1. мкФ Приводим все рассчитанные значения элементов к значениям из шести стандартных рядов. табл.2.1 расчетное по рядам R1 11,4 кОм 12 кОм R2 3,6 кОм 3,6 кОм R3 1833 Ом 1,8 кОм R4 666 Ом 700 Ом R5 7,125 кОм 7,3 кОм R6 2,250 кОм 2,5 кОм R7 1500 Ом 1,5 кОм R8 545 Ом 600 Ом С1 9 мкФ 10 мкФ С2 1,5 мкФ 2 мкФ С3 76 нФ 80 нФ С4 4,6 мкФ 5 мкФ Принципиальная схема двухкаскадного усилителя приведена в приложении № 1 |
||||||
Расчет двухкаскадного усилителя |
Лист |
|||||
|
9 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
Вывод: В ходе выполнения курсовой работы был произведен выбор принципиальной схемы, расчет всех элементов двухкаскадного усилителя с заданными техническими характеристиками. В качестве схемы усилителя взята стандартная схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером для проводимости типа n-p-n .Усилитель по току, режим класс «А». Транзисторы кремневые маломощные высокочастотные эпитаксильно планарные n-p-n типа усилительные КТ312В. Разработанный двухкаскадный усилитель соответствует заданным условиям для расчета курсовой работы.
|
||||||
Расчет двухкаскадного усилителя |
Лист |
|||||
|
10 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
6.Список литературы 1.А.С. Красько. Схематехника аналоговых электронных устройств.. Учебное пособие. ТУСУР г. Томск 2003г. 2. Справочник. Транзисторы. Под ред. Б.Л. Перельмана. Москва «Радио и связь» 1982г. 3. А. В. Цыкина. Электронные усилители. Москва «Радио и связь» 1982г. |
||||||
Расчет двухкаскадного усилителя |
Лист |
|||||
|
11 |
||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
Приложение 1 Позиция. Обозначение Наименование Кол-во примечание Конденсаторы С 1 К-50-16 – 50В- 10 мкФ ± 20 % 1 С 2 К-50-16 – 50В- 2 мкФ ± 20 % 1 С 3 КМ - 5- 80 нФ ± 5 % 1 С 4 К-50-16 – 50В- 5 мкФ ± 20 % 1 Резисторы R1 МЛТ - 0,25 – 12 кОм ± 10 % ( ГОСТ 11076 – 69 ) 1 R2 МЛТ - 0,25 – 3,6 кОм ± 10 % ( ГОСТ 11076 – 69 ) 1 R3 МЛТ - 0,5 - 1,8 кОм ± 10 % ( ГОСТ 11076 – 69 ) 1 R4 МЛТ - 0,5 – 700 Ом ± 10 % ( ГОСТ 11076 – 69 ) 1 R5 МЛТ - 0,25- 7,3 кОм ± 10 % ( ГОСТ 11076 – 69 ) 1 R6 МЛТ - 0,25 – 2,5 кОм ± 10 % ( ГОСТ 11076 – 69 ) 1 R7 МЛТ - 0,5 – 1,5 кОм ± 10 % ( ГОСТ 11076 – 69 ) 1 R8 МЛТ - 0,5 - 600 Ом ± 10 % ( ГОСТ 11076 – 69 ) 1 Транзисторы VT1,2 КТ312В 2
|
|||||||||
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
|||||
|
Разраб. |
Грудинин Д. А. |
|
Усилитель НЧСхема электрическая принципиальная |
Литер. |
Лист |
Листов |
|||
|
Провер. |
12 |
12 |
|||||||
|
Лиценз. |
ДОУ 2004 РЭС |
||||||||
|
Н. конт. |
|||||||||
|
Утв. |