Методи розрахунку багатокаскадних підсилювачів

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

1. Призначення та область застосування підсилювача

2. Опис електричної принципової схеми підсилювача

3. Теоретичний розрахунок каскаду попереднього підсилення

4. Теоретичний розрахунок каскаду потужного підсилення

5. Розрахункова частина

Висновки

Список використаної літератури

1. Призначення та область застосування підсилювача

Підсилювачем називають пристрій, який призначений для підвищення потужності вихідного сигналу. Підвищення потужності досягається за рахунок енергії джерел живлення. Малопотужний вхідний сигнал лиш керує передачею енергії джерела живлення в корисне навантаження.

Включення навантаження безпосередньо в вихідне коло підсилювальних елементів без вихідного трансформатора дозволяє виключити внесені частотні, фазові і нелінійні спотворення, зменшити розміри, вагу, об'єм і ціну каскаду, підвищити його ккд і позбавитись від нелінійних спотворень, викликаних відсічкою струму в режимі В.

При роботі безтрансформаторного каскаду в режимі А граничний ккд дорівнює 50%, в режимі В - 78,6%, реальний ккд вище, ніж у трансформаторного каскаду через відсутність втрат в трансформаторі.

2. Опис електричної принципової схеми підсилювача

Сигнал подається через конденсатор С1 каскаду попереднього підсилення на базу транзистора VT1, в колі емітера існує зворотній зв`язок, підсилений сигнал з колектора транзистора іде базу транзистора VT2 через розділовий конденсатор С3, в колі емітера існує зворотній зв`язок, підсилений сигнал транзистора VT2 подається на базу транзистора VT3 через розділовий конденсатор С4 в колі емітера існує зворотній зв`язок, підсилений сигнал з колектора транзистора VT3 подається на трансформатор T1 каскаду потужного підсилення, звідки іде на транзистори VT4 та VT5, які знаходяться в протифазі, після цього сигнал іде на вихідний трансформатор Т2 і знімається на опорі навантаження Rn. Резистори R1, R2, R5, R6, R9, R10 - дільники напруги, вони допомагають вибрати положення робочої точки.

Далі буде описана одна з методик розрахунку попереднього підсилювача і каскаду потужного підсилення.

3. Теоретичний розрахунок каскаду попереднього підсилення

Рис. 1. Принципова схема каскаду попереднього підсилення

Струм через опір навантаження:

Коефіцієнт підсилення по напрузі підсилювача:

Струм колектора в робочій точці:

Опір в колі колектора:

Напруга на опорі в колі емітера:

Опір в колі емітера:

Напруга колектор - емітер в робочій точці:

Рис. 2. Знаходження струму бази по вихідним характеристикам

Струм дільника:

Рис. 3. Напруга на резисторі R2 по вхідним характеристикам

Опір резистора R2:

Опір резистора R1:

Загальний вхідний опір (з урахуванням, що вхідний опір каскаду набагато більший опору дільника):

Тоді, коефіцієнт підсилення розрахованого підсилювача

Ємності перехідних і блокувальних конденсаторів можна знайти наступним чином

;

;

;

4. Теоретичний розрахунок каскаду потужного підсилення

Рис. 4. Принципова схема каскаду потужного підсилення

Визначення необхідної напруги живлення

Максимальний струм колектора одного транзистора

Амплітудне значення напруги на колекторі одного транзистора

Визначення максимальної потужності на колекторі одного транзистора

По цим даним вибираємо транзистори вихідного каскаду. По характеристикам знаходимо напругу і струми транзисторів в робочій точці, а також їх амплітудні значення. електричний підсилювач транзистор

Визначаємо струм дільника R₁, R₂, R₃:

Ємності перехідних конденсаторів:

5. Розрахункова частина

Рис. 5. Схема електрична принципова

Визначення необхідної напруги живлення:

Визначаємо максимальний струм колектора одного транзистора:

Визначимо діючу напругу на колекторі одного транзистора:

Визначення максимальної потужності розсіювання на колекторі одного транзистора:

По цим даним вибираємо транзистори вихідного каскаду: КТ 815, КТ 814. Вони мають наступні вихідні (рис. 6) і вхідні (рис. 7) характеристики.

По характеристикам знаходимо напругу і струм бази транзисторів VT3, VT4 в робочій точці, їх амплітудні значення:

Рис.6. Вихідні характеристики КТ815, КТ814

Рис. 7. Вхідні характеристики VT3 иVT4

Визначення коефіцієнта нелінійних спотворень.

Необхідно побудувати сквозну характеристику:

Знайдемо Е_ист для амплітуд струмів

на вихідних характеристиках, центруючи відносно

:

По цим даним побудуємо сквозну характеристику (рис. 8):

Рис. 8. Сквозна характеристика УМ

Транзистори вихідного каскаду комплементарні, коефіцієнт асиметрії b вибираємо рівним 0,1.

По сквозній характеристиці знаходимо струми, яким відповідають

Тоді

Далі виконуємо розрахунок гармонічних складових струму колектора:

Визначення коефіцієнта гармонік по формулі:

Враховуючи вплив ООС в УМ

;

;

Для забезпечення заданого Кг потрібно НЗЗ глибиною

Вибираємо транзистор передвихідного каскаду:

Гарними параметрами володіє транзистор типу КТ 3102Г. Його вихідні і вхідні характеристики представлені на (рис. 9), (рис. 10)

По характеристикам знаходимо напругу і струм бази транзистора VT2 в робочій точці, їх амплітудні значення:

Рис.9. Вихідні характеристики КТ 3102Г

Рис. 10 Вхідні характеристики VT2

Опір резисторів дільника:

Вхідний опір попереднього каскаду:

В цей каскад вводиться паралельний ЗЗ по напрузі - ланцюг R6C6.

Розрахунок НЗЗ.

Так як даний НЗЗ не змінює К_и, а К_і зменшує

Вхідний каскад через малий опір попереднього каскаду вибраний ОК.

В якості VT1 вибираємо транзистор КТ 339А.

Таким чином отримаємо:

Рис.11. Вхідна характеристика VT1

Тепер знайдемо ємності перехідних і блокувальних конденсаторів:

Рис 12. Структурна схема підсилювача

Висновки

Основною метою даної курсової роботи стало вивчення методів розрахунку багатокаскадних підсилювачів, а зокрема попереднього каскаду коректора. В роботі ця задача була успішно вирішена:

- освоєні теоретичні навички дозволяють на даному етапі навчання спроектувати нескладні підсилювачі потужності;

- застосування позитивних і від'ємних зворотних зв'язків дозволяє покращити параметри підсилювача до необхідної величини;

Можна також відмітити, що досягнутий потребуючий коефіцієнт гармонік і коефіцієнт підсилення. Високий коефіцієнт гармонік УМ скомпенсований введенням НЗЗ по напрузі.

Список використаної літератури

1. Проектирование транзисторных усилителей "Машиностроение", 1978 г.

2. Петухов В.М. Транзисторы и их зарубежные аналоги. Том 1, 2, Москва, "РадиоСофт", 2004 г.

3. Цыкина А.В. Усилители. Москва, "Связь", 1972 г.

4. Лавриненко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам. Киев, "Техника", 1984 г.

5. Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем. Киев, "Высшая школа", 1983 г.

Размещено на Allbest.ru