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
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ:
нижняя частота диапазона fн (Гц).......……………….. 31
верхняя частота диапазона fв (кГц)...........……………18,9
Uг 110(mв), Rг(1100 Ом), Сг (1100 pF).
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ.
Обоснование и выбор функциональной и принципиальных
схем для реализации УМЗЧ.
Для реализации усилителя используем многокаскадную схему соединения, т.к. она должна удовлетворять исходным данным технического задания. Для улучшения параметров и характеристик усилителя применяем отрицательную обратную связь. Функциональная схема представлена на рис. 1. Каскады предварительного усиления реализуем на биполярных транзисторах включенных по схеме с общим эмиттером, т.к. она позволяет получить наибольший коэффициент усиления по мощности. Для стабилизации режима работы по постоянному току применим эмитерную стабилизацию. Предоконечный каскад (ПОК) содержит потенциальную сдвигающую цепочку для устранения искажения типа ступеньки. Оконечный каскад (ОК) составляем по бестрансформаторной схеме на комплиментарной паре транзисторов.
Рисунок №1. Функциональная схема УМЗЧ:
2. Расчёт оконечного каскада.
Находим амплитуду напряжения на нагрузке.
= 13,2664 (В) (1)
где Pн= 11 Вт, Rн=8 Ом
2.1 Число каскадов.
= 16,5831 и = 150,7556
= 1,1445 (2)
где Кu=5080=80 , откуда получаем число каскадов равное 2 (округление в большую сторону).
Рисунок № 2. Схема оконечного каскада.
НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ:
Транзистор VT1 устраняет искажение типа ступеньки, переводя резисторы VT2, VT3 в режим работы АБ. R3, R4 уравнивают усилительные свойства транзисторов за счёт введения ООС. Для VT2 транзистор VT1 включён по схеме ОЭ, а для VT3 VT1 по схеме ОК, т.к. h21оэ=h21ок. R1 устанавливает ток покоя VT2 и VT3.
2.2 Определение тока коллектора.
= 0,082 (А)
2.3 Определение питания.
= 36,166 (В)
при Uнас=1 В
2.4 Определение мощности рассеивания.
= 17,3275 (Вт)
при
2.5 Выбор транзистора
Выбор транзисторов будем осуществлять исходя из неравенств:
Исходя из этих результатов выбираем транзисторы:
|
КТ 816 Г, (p-n-p) |
КТ 817 Г, (n-p-n) |
Расчёт производим верхнего плеча схемы ( нижнее рассчитывается аналогично)
2.6 Расчёт потенциальной сдвигающей цепочки.
Выбираем ток через R1 и R2:
1,65 (мА)
Равенство для сопротивлений:
= 31155 (Ом)
= 12462 (Ом)
по ряду Е24: R1 = 30 (кОм) R2 = 12 (кОм)
Определение тока базы.
= 3,31 мА
Определение мощности сопротивлений на сдвигающей цепочки.
(Вт)
2.7 Расчёт искажений.
Определим низкочастотные искажения исходя из количества каскадов:
= 1,82
Определим высокочастотные искажения
= 1
где ; (nФ) – емкость монтажа;
2.8 Расчёт емкостей.
= 1,2 (мкФ)
где
Емкость по ряду Е24:
Сум= 1,2 мкФ
2.9 Расчёт входных, выходных параметров.
где
Амплитуда входного сигнала.
18,7816 (В)
Входное сопротивление.
= 2258,595 (Ом)
Входная ёмкость
= 0,41 (nФ)
Мощность рассеивания.
= 4,1283 (Вт)
исходя из равенства (при Вт) делаем вывод о том, что радиатор не требуется.
3. Расчет предоконечного каскада.
Схема КПУ представлена на рис. 2.
НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ.
Сопротивление в цепи базы представляют собой резистивные делитель обеспечивающий необходимое напряжение смещения на базе транзистора. Емкость в цепи коллектора не пропускает постоянную составляющую на выход схемы. Сопротивление в цепи коллектора обеспечивает необходимый ток покоя коллектора транзистора. Сопротивление в цепи эмиттера обеспечивает эмитерную стабилизацию по постоянному току. Емкость в цепи эмиттера предназначена для устранения обратной связи по переменному току.
Определение переменной составляющей тока коллектора.
0,14031 (А)
Определение постоянной составляющей тока коллектора.
= 0,15434 (А)
Определение R в цепи коллектора.
= 187,454 (Ом)
выбираем по ряду Е24 : Rк3 = 180 Ом.
Выбор транзистора:
|
КТ 630 Е, (n-p-n) |
Определение R эмиттера.
=46,863 (Ом)
выбираем по ряду Е24: Rэ3 = 47 (Ом).
Определение мощностей сопротивлений Rк и Rэ.
6 (Вт)
1,5 (Вт)
Определение постоянной составляющей напряжения цепи коллектора.
Iбо = 1 (мА)
Uбо = 0,65 (В)
Ток делителя.
= 0,002894 = 2,8 (мА)
Сопротивления базы.
9199,066 (Ом)
2267,874 (Ом)
по ряду Е24: Rб1 = 9,1 (кОм); Rб2 = 2,4 кОм.
Определение мощностей на Rб1 и Rб2.
227,444 (Вт)
0,0189 (Вт)
Входное сопротивление КПУ.
= 1640 (Ом)
где = 16687 (Ом)
333,3333
52,65
Коэффициент усиления по току.
= 116
Амплитуда входных сигналов.
0,0010603 (А)
= 16,35 (В)
Коэффициент усиления по напряжению.
1,14
Расчёт емкостей.
= 13 (мкФ)
326 (мкФ)
где ; = 0,0827
ёмкости по ряду Е24:
Ск3 = 13 мкФ
Сэ3 = 326мкф
Определение входной ёмкости.
5,9 E-12 = 5,9 (пФ)
где = 312500
Искажения по ВЧ
=16,4657
где .
4. Расчёт 2-го каскада КПУ
Выбор транзистора.
|
КТ 503 Е, (n-p-n) |
Определение тока коллектора.
0,1403156 (А)
откуда 0,15434 (А)
Определение R коллектора.
= 70,2952 (Ом)
по ряду Е24:
Rк2=68 Ом
Определение R эмиттера.
=23,4317 (Ом)
по ряду Е24:
Rэ2=24 Ом
Определение мощностей на Rк и Rэ.
17,4 (Вт)
5,7 (Вт)
Постоянная составляющая цепи коллектора.
21,69974 (В)
Iбо =0,00385 (А) и Uбо=0,65 (В)
Ток делителя.
= 0,0135 (А)
Сопротивления базы.
2044,237 (Ом)
852,984 (Ом)
по ряду Е24:
Rб1 = 2 кОм
Rб2 = 0,8 кОм
Определение мощностей на Rб1 и Rб2.
54,64 (Вт)
0,1555 (Вт)
Входное сопротивление КПУ.
= 519,598 (Ом)
где = 3801,893 (Ом)
9,52381
69,065
Коэффициент усиления по току.
=11,8271
Амплитуда входных сигналов.
8,9652Е-05 (А)
0,3408 (В)
Коэффициент усиления по напряжению.
183,8125
Расчёт емкостей.
=18,4 (мкФ)
273 (мкФ)
где ; = 0,0695
ёмкости по ряду Е24:
Ск2 = 18 мкФ
Сэ2 = 270 мкФ
Определение входной ёмкости.
1,844E-08 (Ф)
где = 125000
Искажения по ВЧ
= 2,4875
где
5. Расчёт 1-го каскада КПУ.
Выбираем тот же транзистор.
Определение тока коллектора.
0,000745 (А)
откуда 0,00082 (А)
Определение R коллектора.
=13228,24 (Ом)
по ряду Е24: Rк1 = 13 кОм
Определение R эмиттера.
=4409,41 (Ом)
по ряду Е24: Rэ1 = 4,3 кОм
Определение мощностей на Rк и Rэ.
0,024 (Вт)
0,008 (Вт)
Постоянная составляющая цепи коллектора.
21,6997 (А)
Iбо = 2,05E-05 (А)
Uбо=0,65 (В)
Ток делителя.
=7,176Е-05 (А)
Сопротивления базы.
384686.97 (Ом)
160515,6 (Ом)
по ряду Е24:
Rб1 =390 кОм
Rб2 =160 кОм
Определение мощностей на Rб1 и Rб2.
0,30606 (Вт)
0,0008267 (Вт)
Входное сопротивление КПУ.
= 97745,37 (Ом)
где = 713662,303 (Ом)
9,52381
12996,749
Коэффициент усиления по току.
=7524,67
Амплитуда входных сигналов.
1,1914E-08 (А)
= 0,00850 (В)
Коэффициент усиления по напряжению.
40,086
Расчёт емкостей.
= 0, 24 (мкФ)
0,5 (мкФ)
где ; = 0,00298
ёмкости по ряду Е24:
Cк1=0,24 мкФ
Cэ1=0,51 мкФ
Определение входной ёмкости.
9,801E-11 (Ф)
где =125000
Искажения по ВЧ
=17,1626
где
6. Заключение.
В данной работе произведён расчёт усилителя мощности звуковой частоты согласно исходным данным. Усилитель состоит из четырёх каскадов. Первые три каскада предварительного усиления, четвёртый – 2-х тактный усилитель мощности. Данная схема позволяет получить нормальные результаты усиления при вычисленных параметрах.
7. ЛИТЕРАТУРА