Проектування підсилювача низьких частот. Інші з Аналогові електронні пристрої. Робота № 530776

Перехід до торгівельного партнера Binance

Проектування підсилювача низьких частот

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

РЕПС

Кафедра:

Кафедра РЕПС

Інформація про роботу

Рік:

2024

Тип роботи:

Інші

Предмет:

Аналогові електронні пристрої

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” Кафедра РЕПС Пояснювальна записка до курсової роботи з дисципліни «Аналогові електронні пристрої» на тему «Проектування підсилювача низьких частот» Варіант № 120 Львів 2018р. Зміст Технічне завдання 2 Вступ 3 1 Проектування структурної схеми багатокаскадного підсилювача низьких частот 4 2 Проектування принципової схеми багатокаскадного підсилювача низьких частот 6 2.1 Проектування принципової схеми вихідного каскаду 6 2.2 Проектування принципової схеми проміжного каскаду 14 2.3 Проектування принципової схеми вхідного каскаду 20 2.4 Проектування повної принципової схеми багатокаскадного підсилювача низьких частот 23 Висновки 24 Список використаних джерел 25 Додатки 26 Додаток А. Специфікація транзисторів 27 Додаток Б. Креслення повної принципової схеми багатокаскадного підсилювача низьких частот 33 Технічне завдання: Спроектувати і змоделювати підсилювач низької частоти за наступними вхідними даними: Uдж = 0,00697 В; - амплітуда напруги джерела сигналу Uн = 17 В; - амплітуда вихідної напруги Rдж = 25 кОм; - опір джерела струму Fн = 250 Гц; - нижня робоча частота Fв = 140 кГц; - верхня робоча частота Rн = 74 кОм; - опір навантаження Сн = 85 пФ; - ємність навантаження δI = 5%;- допустима нестабільність струму Δtº = +10º …+60ºC; - діапазон зміни температури навколишнього середовища Мн = 3 дБ; - допустимі частотні спотворення на нижній граничній частоті Мв = 3 дБ; - допустимі частотні спотворення на верхній граничній частоті Вступ Аналогові електронні пристрої широко застосовується практично у всіх сферах науки і техніки. У наш час в техніці широко використовуються різні підсилювачі. В кожному радіоприймачі, телевізорі, комп’ютері, станку з числовими програмними управлінням є підсилюючі каскади. В залежності від типу підсилюючого параметра підсилюючі пристрої розподіляють на підсилювачі струму, напруги та потужності. Основними технічними показниками ПНЧ є: коефіцієнти підсилення (по напрузі, струму і потужності), вхідний і вихідний опори, вихідна потужність, коефіцієнт корисної дії, номінальна вхідна напруга і рівень власних завад, а також показники, що характеризують нелінійні, частотні і фазові спотворення підсилювального сигналу. В даній курсовій роботі вирішується задача проектування підсилювача низької частоти (ПНЧ). При проектуванні схеми підсилювача доцільно розпочати з вихідного каскаду. В залежності від величини навантаження необхідно вибрати схему вихідного каскаду. Вхідні каскади підсилення будуються за класичними схемами. На вході ставимо диференційний каскад. Відомо, що p-n перехід при зміні температури на 1 (С змінює свій струм на 0,6-1,3 %. Тому в залежності від заданої в ТЗ нестабільності колекторного струму (Ік вводимо емітерну стабілізацію, базові подільники, а при потребі і електронний опір. Електронний опір використовується в тому випадку, коли значення (Ік є дуже мале. Для кожного каскаду необхідно бути визначити: номінальні значення опорів, які забезпечують режими роботи транзистора; вихідний опір каскаду RВИХ; вхідний опір каскаду RВХ; коефіцієнт підсилення каскаду за напругою KU; амплітуда вхідного сигналу UВХ; частотні спотворення каскаду на верхній граничній частоті МВ; частотні спотворення каскаду на нижній граничній частоті МН; номінальні значення ємностей розділювальних та блокувальних конденсаторів; потужність, яка розсіюється на колекторі транзистора РК; потужність, яка споживається від джерела живлення Р0. 1 Проектування структурної схеми багатокаскадного підсилювача низьких частот 1.1. Розраховуємо необхідний коефіцієнт підсилення підсилювача за напругою: Оскільки таке підсилення на одному каскаді забезпечити неможливо, тому обрахуємо кількість каскадів необхідних для забезпечення такого підсилення. 1.2 Розраховуємо необхідну кількість каскадів підсилювача, які підсилюють сигнал за напругою. Розраховуємо коефіцієнт підсилення одного каскаду. Проектуючи підсилювальний каскад на транзисторі ми можемо досягнути підсилення 85, отже підсилення одного каскаду K 1 =50. K u1 =50 K u =2440 тобто у підсилювачі необхідно передбачити два каскади підсилення за напругою на транзисторах з коефіцієнтом підсилення транзисторів за струмом h21Е > 50. Для першого та другого каскадів підсилення вибираємо схему ввімкнення транзисторів зі спільним емітером, яка забезпечить необхідний коефіцієнт підсилення сигналу за напругою. Згідно технічного завдання опір навантаження становить 74 кОм. Це є достатньо високе навантаження, тому немає необхідності додатково встановлювати на виході підсилювач потужності. Вихідний опір джерела сигналу становить 25 кОм. Це занадто високе значення, що унеможливлює безпосереднє підключення каскаду підсилення за напругою до виходу джерела сигналу. Тому на вході підсилювача необхідно встановити каскад, що узгодить за опором джерело сигналу із першим підсилювальним каскадом. Враховуючи значення опору джерела сигналу для вхідного каскаду вибираємо схему емітерного повторювача. Отже, структурна схема проектованого підсилювача міститиме три каскади: перший каскад (вхідний) – емітерний повторювач, другий каскад (проміжний) – каскад із спільним емітером і третій каскад (вихідний) також із спільним емітером. Розраховуємо напругу живлення вихідного каскаду: B В одержаному інтервалі згідно ГОСТ 29322-92 вибираємо стандартну напругу живлення ЕЖ = +40 В. Для усунення паразитних зв’язків між каскадами по живленню в схемі необхідно передбачити розв’язки за допомогою RC – фільтрів. Спад напруги на резисторах фільтрів вибирають в межах (0,1…0,2) від напруги живлення наступного каскаду. Таким чином напруга живлення і-го каскаду складає (0,8…0,9) від напруги живлення (і+1)-го каскаду. Вибираємо ЕЖ2 = 36 В; ЕЖ1 = 30 В. Структурна схема проектованого підсилювача матиме вигляд: / Рисунок 1.1 - Структурна схема підсилювача 1.3 Розбиваємо частотні спотворення між каскадами: Розподіляємо частотні спотворення в ділянці нижніх частот між каскадами наступним чином: МН1дБ = 1дБ; МН2дБ = 1дБ; МН3дБ = 1дБ, тобто МНдБ = 3дБ. Розподіляємо частотні спотворення в ділянці верхніх частот між каскадами наступним чином: МВ1дБ = 1дБ; МВ2дБ = 1дБ; МВ3дБ = 1дБ, тобто МВдБ = 3дБ. Висновок: в результаті проектування одержано трикаскадну структурну схему підсилювача, де перший каскад є емітерним повторювачем, а два наступні – каскадами із спільним емітером. Зі стандартного ряду обрано напругу джерела живлення 40 В. Передбачено фільтри живлення для першого та другого каскадів. В ділянках нижніх та верхніх частот здійснено розподіл частотних спотворень між каскадами. 2 Проектування принципової схеми багатокаскадного підсилювача низьких частот Згідно розрахованої структурної схеми будемо проектувати принципову схему ПНЧ покаскадно. Спочатку зробимо розрахунок кінцевого вихідного каскаду - схема зі спільним емітером, який забезпечує отримання необхідної потужності сигналу на навантаженні. У результаті розрахунку визначимо коефіцієнт посилення кінцевого каскаду, параметри його вхідного сигналу, що є вихідними для розрахунку попереднього каскаду Наступне будемо проектувати проміжний каскад – схема зі спільним емітером. Завершимо роботу проектуванням вхідного каскаду –емітерного повторювача. Для зв'язку каскадів в підсилювачі будемо використовувати конденсатор. 2.1. Проектування принципової схеми вихідного каскаду Вхідними даними для цього каскаду є: Rн = 74 кОм; Uн = 17 В; Fв =140 кГц; Fн = 250 Гц Принципова схема каскаду зі спільним емітером зображена на рисунку 2.1: / Рисунок 2.1 - Схема каскаду зі спільним емітером Розраховуємо амплітуду струму, яку повинен забезпечити каскад у навантаженні: Вибираємо колекторний струм спокою транзистора в межах(але не менше 1мА): Ik0=(1.2…1.5)In Ik0=(0.00024 …0.0003) А Вибираємо IК0 = 1 мА. Розраховуємо номінальне значення опору резистора колекторного навантаження: КОм. Вибираємо =16 КОм Визначаємо межі в яких вибиратимемо номінальне значення опору резистора емітерної стабілізації: Вибираємо =4,3 КОм Розраховуємо максимальний струм колектора: =0,002 А Розраховуємо потужність, яка розсіюється на колекторі транзистора в статичному режимі: РК0= 0.0197 Вт Вибираємо транзистор, у якого максимально допустима напруга колектор-емітер UКЕдоп, максимально допустимий струм колектора IКдоп, максимально допустима потужність, що розсіюється на колекторі PКдоп, гранична частота fгр задовільняють умови: Таблиця 2.1 Модель Структура Cк h21E

Інші Аналогові електронні пристрої

Bodyazv

27.12.2018 20:12-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись