Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Вступление
• 1. Теоретическая часть
• 1.1 Основные схемы включения операционных усилителей.
• 1.1.1 Инвертирующее включение ОУ
• 1.1.2 Интегрирующий усилитель
• 1.2 Выходные каскады на транзисторах.
• Задание на курсовое проектирование
• 2. Расчет электрической схемы
• 2.1 Расчет дифференцирующего усилителя
• 2.2 Расчет выходного каскада
• 2.2.1 Расчет усилителя мощности на транзисторах
• 2.2.2 Расчет усилителя мощности по постоянному току
• 2.2.3 Расчет элементов инвертирующего усилителя.
• Заключение

Вступление

операционный усилитель каскад транзистор

Решением задач развития электронно-вычислительной техники, робототехники, гибких автоматизированных производств, широкой электронизации машин и оборудования, выпускаемых для всех отраслей народного хозяйства в настоящее время осуществляется путем развития новых принципов проектирования и промышленного изготовления электронной аппаратуры, разработки новой элементной базы, основанной на принципах микроэлектроники, открывающей широкие перспективы для значительного повышения надежности и улучшения габаритно-массовых показателей электронного оборудования.

Умение решать эти сложные научно-технические задачи -- основная функция современного инженера электронной техники. Кроме того, самостоятельная разработка различных схем студентами еще более закрепляет понимание физической сущности процессов, происходящих в электронных устройствах и приборах, а не только знание их характеристик и параметров.

1. Теоретическая часть

1.1.1 Инвертирующее включение ОУ

Рис. 1.1

Схема инвертирующего включения ОУ подана на рис. 1.1. Обычно цепь отрицательной обратной связи (ООС) включают на инвертирующий вход. В данном случае имеет место параллельная обратная связь по напряжению. Коэффициент передачи такой цепи

,

1.1.2 Интегрирующий усилитель

1.2 Выходные каскады на транзисторах

Рис. 1.4

Задание на курсовое проектирование

Разработать дифференцирующий усилитель на основе операционного усилителя с выходным каскадом на транзисторах. Провести графоаналитический расчет выходного каскада.

Исходные данные:

Входное напряжение усилителя U_вх , мВ 100

Выходное напряжение усилителя U_вых , В, на f_min 9

Сопротивление нагрузки R_н , Ом 20

Рабочий диапазон частот f_р , кГц 1 - 600

Постоянная времени заряда интегрирующего усилителя , мкс 3

2. Расчет электрической схемы

По условию курсовой работы заданное сопротивление нагрузки R_н и действующее значение напряжения на нагрузке U_вых. Используя эти значения, определяем мощность, что выделяется на нагрузке:

Определяем ток нагрузки:

Определяем величину напряжения источника питания:

где U_кэ=(0.52)В - величина, что отвечает нелинейному отрезку выходных характеристик транзистора.

Выберем из ряда напряжений, рекомендуемых по ГОСТ, Еп

Выбираем тип выходных транзисторов VT3,VT4. Для этого определяем мощность, рассеиваемую в коллекторных переходах этих транзисторов

,

где - мощность, потребляемая каскадом от источника питания.

= 1,35Вт

По найденному значению Рк, Еп, Iк=Iн выбираем транзисторы VT3,VT4, у которых паспортные значения максимально допустимых величин немного превышают полученные расчетные значения.

…………….

По справочнику выбираем транзисторы и выписываем параметры

КТ 904 А

Выбран ОУ К140УД6 с учетом того факта, что его максимальное выходное напряжение не ниже выходного напряжения на нагрузке, потому что выходной транзисторный каскад не обеспечивает усиления по напряжению, а только по току.

Определяем коэффициент усиления по току, который обеспечивается выходным транзисторным каскадом:

Определяем коэффициент усиления по току, который необходимо обеспечить транзисторами VT1,VT2.

Определяем коллекторный ток транзистора VT1:

Выбираем комплиментарную пару маломощных транзисторов VT1,VT2 паспортные данные которых превышают полученные расчетные значения.

VT2 КТ3123 Б-2 (p-n-p) VT1 КТ201 В (n-p-n)

2.2.2 Расчет усилителя мощности по постоянному току

Этот расчет проводим графоаналитическим методом. Графические построения проводим с помощью выходных и входных ВАХ транзистора. На выходных характеристиках проводим т.н. линию нагрузки каскада по постоянному току, представляющую собой геометрические места точек, координаты которых соответствуют возможным значениям точки покоя каскада.

Графическое уравнение линии нагрузки имеет вид:

В связи с этим построение линии нагрузки проводим по двум точкам, характеризующим режим холостого хода

и короткого замыкания .

В режиме АВ постоянный ток коллектора (указать значение)

Определяем

(0.05-0.15)*0,6А=0.1*0,6=0.06А

Откладываем это значение и находим положение рабочей точки П на линии нагрузки. По выходной характеристики определяем ток базы покоя , а по входной - значение напряжения , который обеспечивает заданный режим работы транзистора.

Выбираем маломощные диоды в цепи делителя, у которых

Эти диоды обеспечивают напряжение смещения транзисторного каскада в режиме АВ. Суммарное падение напряжения на этих диодах должно составлять относительно схемы величину равную . Выбираем нужные диоды-Д 242. По вольтамперной характеристике выбранных диодов определим ток, при котором обеспечивается заданное напряжение.

Это и будет ток делителя: .

С рассмотрения температурной стабильности режима спокойствия необходимо, чтобы соблюдалось условие:

Выбираем резисторы с цепи делителя. Рассчитаем значения сопротивлений по формуле:

Выбираем из ряда Е24 нужные резисторы - МЛТ-0,25-380 Ом5%

Определяем мощность:

2.2.3 Расчет элементов инвертирующего усилителя

Инвертирующий усилитель, собранный на операционном усилителе DA1 (К140УД7).Выходной сигнал инвертирующего или диффeрeнцирующего усилителя есть входным сигналом инвертирующего усилителя

Коэффициент усиления инвертирующего усилителя по нагрузке

Коэффициент усиления инвертирующего усилителя находится по формуле

Определяя сопротивление R3 , находим R₁:

Выбираем из ряда Е24 нужные резисторы R6 - МЛТ-0,25-3кОм5%

R3- МЛТ-0,25-10 кОм5%

Баланс сопротивлений R7 вычисляется как параллельное соединение элементов R6 и R3.

Выбираем из ряда Е24 нужные резисторы R7 - МЛТ-0,25-0,291 кОм5%

Вывод

В ходе выполнения данного курсового проекта результат данной работы предоставлен в виде расчетной и графической частей. При выполнении пояснительной записки применялись современные методы компьютерной верстки и печати. Подавляющая часть расчетов произведены на ЭВМ.

Исходя из задания были рассчитаны основные элементы дифференцирующего и каскадного (построенного на транзисторах) усилителей. В графической части данного курсового проекта приведены: принципиальная схема дифференцирующего усилителя и вольтамперные характеристики некоторых элементов схемы.

В результате самостоятельного выполнения курсового проекта по дисциплине “ Электроника и микросхемотехника” (разработка элементов усилителя) были приобретены практические навыки расчета звеньев усилителя, построения и расчета принципиальной схемы.

К процессу выполнения задания курсового проекта были привлечены современные методы работы с применением оборудования, занявшего неотъемлемое место в жизни современного инженера, используемого практически во всех сферах управления технологиями производства и управления, т.е. персонального компьютера.

Размещено на http://www.allbest.ru/