Міністерство освіти і науки молоді та спорту України
Національний університет «Львівська Політехніка»
Інститут телекомунікацій,радіоелектроніки та електронної техніки
Кафедра ТРР
Курсова робота
ПРОЕКТУВАННЯ ПІДСИЛЮВАЧІВ НИЗЬКОЇ ЧАСТОТИ
Зміст
1 Технічне завдання
2 Вступ
3 Розрахунок стандартної схеми
4 Розрахунок вихідного емітерного повторювача
5 Розрахунок 3 проміжного каскаду – схема зі спільним витоком
6 Розрахунок 2 проміжного каскаду – схема із спільним витоком
7 Розрахунок 1 проміжного каскаду – схема із спільним витоком
8 Розрахунок вхідного каскаду – вхідного витокового повторювача
9 Розрахунок нестабільності положення робочої точки у транзисторному каскаді
10 Розрахунок підсилювача низької частоти з використанням операційного підсилювача
ДодатокВисновокСписок літератури
Технічне завдання
Розрахувати підсилювач низької частоти: 1) на дискретних елементах; 2)на основі операційного підсилювача. Вихідними даними для розрахунку підсилювача низької частоти є:
Варіант №5
- амплітуда напруги джерела сигналу UДЖ=3.5мВ;
- амплітуда вихідної напруги UН=16В;
- опір джерела струму RДЖ=100кОм;
- нижня робоча частота FH=50Гц;
- верхня робоча частота FB=110кГц;
- опір навантаження RH=29Ом;
- ємність навантаження СН=60пФ;
- допустима нестабільність струму δI;
- діапазон зміни температури навколишнього середовища Δtº=+10..+60;
- допустимі частотні спотворення на нижній граничній частоті МНДБ = 3 дБ;
- допустимі частотні спотворення на верхній граничній частоті МВДБ=3 дБ;
Вступ
Характерною особливістю сучасних електронних підсилювачів є виняткове різноманіття схем, по яким вони можуть бути побудованими.
Підсилювачі відрізняються по характеру підсилювальних сигналів: підсилювачі гармонічних сигналів, імпульсні підсилювачі і т. д. Також вони відрізняються по призначенню, числу каскадів, роду електроживлення та іншим показникам.
Однак одним із найбільш вагомих класифікаційних ознак є діапазон частот електричних сигналів, в межах якого даний підсилювач може задовільно працювати. По цій ознаці розрізняють наступні основні типи підсилювачів:
Підсилювачі низької частоти, призначені для підсилення неперервних електричних сигналів, частотний діапазон яких лежить в межах від десятків герц до десятків кілогерц. Характерною особливістю ПНЧ є те, що відношення верхньої підсилювальної частоти до нижньої велике і зазвичай становить не менше кількох десятків.
Підсилювачі постійного струму – що підсилюють електричні сигнали в діапазоні від нуля до найвищої робочої частоти. Вони дозволяють підсилювати як змінні складові сигналу, так і його постійну складову.
Вибіркові підсилювачі – що підсилюють сигнали в дуже вузькій смузі частот. Для них характерна невелика величина відношення верхньої частоти до нижньої. Ці підсилювачі можуть використовуватися як на низьких, так і на високих частотах і виступають в якості своєрідних частотних фільтрів, що дозволяють виділити заданий діапазон частот електричних коливань. Вузька смуга частотного діапазону в багатьох випадках забезпечується застосуванням в якості навантаження таких підсилювачів коливального контуру. В зв’язку з цим вибіркові підсилювачі частот називають резонансними.
Широкосмугові підсилювачі - що підсилюють дуже широку смугу частот. Ці підсилювачі призначені для підсилення сигналів в пристроях імпульсного зв’язку, радіолокації і телебачення. Часто широкосмугові підсилювачі називають відео підсилювачами. Крім свого основного призначення, ці підсилювачі використовуються в пристроях автоматики і обчислювальної техніки.
3 Розрахунок стандартної схеми
Загальна структурна схема підсилювача низької частоти:
Рисунок 1 – Структурна схема підсилювача низької частоти
1 Коефіцієнт передачі за напругою
Ku =
Uн
Uдж
(3.1)
Ku=
16 В
3.5 мВ
= 4571
Коефіцієнт підсилення одного каскаду K1 = 50
2 Кількість каскадів підсилювача
N =
lgKu
lgK1
(3.2)
N =
lg4571
lg50
= 2.154
В моєму підсилювачі необхідно забезпечити 3 проміжні каскади:
/
Рисунок 2 - Структурна схема підсилювача
3 Напруга живлення вихідного каскаду
Еж = (1.1 – 1.3)×2×Uн (3.3)
Еж = (1.1 – 1.3)×2×16 = (35.2 – 41.6) В
Вибираємо стандартне живлення Еж = 40 В
Розраховуємо напруги живлення інших каскадів
Напруга живлення 3-го проміжного каскаду:
Еж3 = (0.8÷0.9)Ежвих. (3.4)
Еж3 = (32÷36) В
Вибираємо: 36 В
Напруга живлення 2-го проміжного каскаду:
Еж2= (0.8÷0.9)Еж3 (3.5)
Еж2 = (28.8÷32.4) В
Вибираємо: 32 В
Напруга живлення 1-го проміжного каскаду:
Еж1 = (0.8÷0.9)Еж2 (3.6)
Еж1= (25,92÷29.16) В
Вибираємо: 28В
Напруга живлення вхідного каскаду:
Ежвх = (0.8÷0.9)Еж1 (3.7)
Ежвх. = (23,328÷26,244) В
Вибираємо: 25В
Розбиваємо частотні спотворення в ділянці НЧ між каскадами:
Каскади
Частотні спотворення в ділянці НЧ, дБ
Частотні спотворення в ділянці НЧ, раз
Мн1
0,4
1.05
Мн2
0,5
1.08
Мн3
0,5
1.08
Мн4
0,5
1.06
Мн5
1,1
1.15
М∑
3
1.41
4 Розрахунок вихідного емітерного повторювача
Принципова схема вихідного емітерного повторювача наведена на рисунку 3. Перш ніж перейти до розрахунку, виберемо транзистори для нашої схеми. Оскільки опір навантаження є малим, такі транзистори повинні бути розраховані на велику потужність. Тому візьмемо транзистори NTE48 з наступними параметрами: UКД = 60 В, IКД = 1500 мА, РКД = 10 Вт, h21Е = 4000, CК = 10 пФ, ( = 1000 пс, FT = 1000 МГц, I0K = 50 мкА.
/
Рисунок 3 – Принципова схема емітерного повторювача
Розрахунок каскаду:
1 Розраховуємо амплітуду струму, яку повинен забезпечити каскад в навантаженні:
Iн =