Транзисторный усилитель

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Расчет и моделирование транзисторного усилителя

Расчет и моделирование источника вторичного питания

Схемы на основе операционных усилителей

Теория

Расчет задач

Задача 1

Задача 2

Задача 3

Задача 4

Заключение

Список литературы



Расчет и моделирование транзисторного усилителя

Расчет элементов схемы. Выбор элементной базы.

Исходные данные:

Нестабильность питания не более 0,1 %

Коэффициент усиления по напряжению:

В данном усилителе будет использоваться два каскада усиления.

Коэффициент усиления первого и второго каскада :

Для усиления нам понадобится транзистор КТ375Б (2N3904)

Выбираю ;

Расчет величины входного напряжения усилителя

Ток коллектора насыщения

Ток коллектора покоя (ток рабочей точки)

Ток базы транзистора

Ток делителя напряжения

Ток коллектора примерно равен току эмиттера

Расчет резисторов коллектора и эмиттера



Выбираем из разряда E24 номиналы сопротивлений

Расчет сопротивлений для делителя напряжения

Выбираем номиналы сопротивлений

Расчет входного сопротивления транзистора

Расчет входного сопротивления делителя



Расчет входного сопротивления

Расчет добавочного сопротивления

Выбираем из разряда E24

Расчет напряжения на эмиттере

Расчет емкостей конденсаторов

Конденсатор

Конденсатор

Конденсатор

Конденсатор

Выбор элементной базы для усилителя:

Танзистор: 2N2222

Резисторы:

R1 = R3 = 2 кОм

R2 = R4 = 45 Ом

R7 = R9 = 412 Ом

R8 = R10 = 11 Ом

Rдоб = 192 Ом

R5 = 5 Ом

Конденсаторы:

С1 = 13 мкФ

С2 = 7 мкФ

С3 = 21 нФ

С4 = С5 = 150 мкФ

Рисунок 1 - Схема двухкаскадного усилителя

Рисунок 2 - Осциллограмма входного и выходного сигнала

Рисунок 3 - АЧХ двух каскадов

Рисунок 5 - АЧХ на частоте среза



Расчет и моделирование источника вторичного питания

Данные для расчета:

· Напряжение выхода - 18 В

· Нестабильность питания - не более 0,1%

· Ток нагрузки не менее 0,3А

· Мощность не менее 1 Вт

При условии задания напряжения на нагрузке , соответственно, в сумме с падением напряжения на стабилизаторе в 3 В общее напряжение .

Для схемы стабилизации я использовал схему: KP142EH22A

Максимальный ток нагрузки - 7.5 (A)

Диапазон допустимых входных напряжений - 35 (В)

Выходное напряжение - от 1.2 до 34 (В)

Для выпрямления напряжения я использую мостовую схему выпрямления: 3N248

Для неё - выпрямленное напряжение, вычисляется по формуле:

Напряжение на вторичной обмотке:

Рисунок 6 - Схема источника вторичного питания

Рисунок 7 - Осциллограмма входного и выходных сигналов вторичного источника питания

Схемы на основе операционных усилителей

Теория

Развитие микросхем техники изменяет подход к проектированию полупроводниковых усилительных устройств. Раньше при создании усилителей на дискретных компонентах разработчики стремились найти наиболее простое решение устройств, в первую очередь стремились уменьшить число активных компонентов схемы, такой подход обеспечивал снижение стоимости аппаратуры и ее высокую надежность. Ныне при разработке аппаратуры разработчик старается использовать готовые ИМС (интегральные микросхемы) массового производства, именно такое ИМС обладают наименьшей стоимостью и их схемы тщательно проработаны.

Наиболее распространенной ИМС является операционный усилитель (ОУ), в котором сосредоточенны достоинства усилительных схем. Идеальный ОУ имеет: усилитель питание осциллограмма микросхема

· Высокий коэффициент усиления по напряжению

· Большое входное сопротивление

· Малое выходное сопротивление

ОУ усиливает широкий спектр частот в плоть до постоянной составляющей. При этом дрейф нуля ОУ очень мал. ОУ имеет дифференциальный вход:

На рисунке 2.1, а приведено обозначение ОУ на схемах. На рисунке 2.1, б показана структурная схема ОУ. Первый каскад по схема симметричного дифференциального каскада (ДК) в которой максимально компенсируется дрейф нуля. В качестве второго каскада часто используется ДК с несимметричным выходом. Третий выходной каскад выполняется по схеме эмиттерного повторителя (каскад с ОК) что обеспечивает малое выходное сопротивление ОУ.

Рисунок 8.1 Схемное обозначение (а) и упрощенная схема ОУ (б)

Расчет задач

Задача 1

На основе операционного усилителя (ОУ) проектируется не инвертирующий усилитель низкой частоты с коэффициентом усиления напряжения минимальное входное напряжение . Сопротивление нагрузки значительно больше входного сопротивления ОУ.

Дано:

Найти:

Решение:



Рисунок 9 - схема инвертирующего усилителя

Рисунок 10 - Осциллограмма входных и выходных сигналов



Задача 2

На основе операционного не инвертирующего усилителя спроектировать сумматор выполняющий операцию ; ; ;

Дано:

Решение:

Рисунок 11 - Схема не инвертирующего сумматора

Рисунок 12 - Осциллограмма входных и выходных сигналов сумматора

Задача 3

На основе операционного усилителя спроектировать схему вычитания для выполнения заданной операции с гармоническими сигналами амплитуды. Выполнить расчет сопротивлений для обеспечения требуемого коэффициента усиления разности. Сопротивление нагрузки значительно больше выходного сопротивления ОУ.

Дано:

Выполняемая операция: 8-5

Коэффициент усиления разности: 3

Решение:

Рисунок 13 - Схема вычитания

Задача 4

На основе операционного усилителя проектируется схема компаратора. На вход компаратора подается гармонический сигнал амплитудой 10 В. Функция компаратора и значение опорного напряжения указаны в таблице 4. Сопротивление нагрузки значительно больше выходного сопротивления ОУ.

Дано:

Выполняемая операция:

Значение опорного напряжения:

Состояние выхода:

Рисунок 14 - Схема компаратора

Рисунок 15 входные и выходные сигналы компаратора



Заключение

В данном курсовом проекте были рассчитаны и промоделированы схема усилителя, источника вторичного питания и схемы на операционном усилителе.



Список литературы

1. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника: Учебник для вузов/М.: Энергоатом-издат, 1988, - 320 с. http://www.alnam.ru/book_pe.php

Размещено на Allbest.ru