Расчёт многокаскадного усилителя низкой частоты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Общие сведения

Типы усилителей

Расчёт второго каскада усилителя низкой частоты (УНЧ)

Расчёт первого каскада

Совместный расчёт первого и второго каскадов

Расчет разделительных конденсаторов

Список литературы

Общие сведения

В современной технике широко используется принцип управления энергией, позволяющий при помощи затраты небольшого количества энергии управлять энергией, но во много раз большей. Форма как управляемой, так и управляющей энергии может быть любой: механической, электрической, световой, тепловой и т.д.

Частный случай управления энергией, при котором процесс управления является плавным и однозначным и управляемая мощность превышает управляющую, носит название усиления мощности или просто усиления; устройство, осуществляющее такое управление, называют усилителем.

Очень широкое применение в современной технике имеют усилители, у которых как управляющая, так и управляемая энергия представляет собой электрическую энергию. Такие усилители называют усилителями электрических сигналов.

Управляющий источник электрической энергии, от которого усиливаемые электрические колебания поступают на усилитель, называют источником сигнала, а цепь усилителя, в которую эти колебания вводятся, - входной цепью или входом усилителя. Источник, от которого усилитель получает энергию, преобразуемую им в усиленные электрические колебания, назовем основным источником питания. Кроме него, усилитель может иметь и другие источники питания, энергия которых не преобразуется в электрические колебания. Устройство, являющееся потребителем усиленных электрических колебаний, называют нагрузкой усилителя или просто нагрузкой; цепь усилителя, к которой подключается нагрузка, называют выходной цепью или выходом усилителя.

Усилители электрических сигналов (далее просто усилители) применяются во многих областях современной науки и техники. Особенно широкое применение усилители имеют в радиосвязи и радиовещании, радиолокации, радионавигации, радиопеленгации, телевидении, звуковом кино, дальней проводной связи, технике радиоизмерений, где они являются основой построения всей аппаратуры.

Кроме указанных областей техники, усилители широко применяются в телемеханике, автоматике, счетно-решающих и вычислительных устройствах, в аппаратуре ядерной физики, химического анализа, геофизической разведки, точного времени, медицинской, музыкальной и во многих других приборах.

Типы усилителей

усилитель электрический сигнал радиосвязь

Усилители делятся на ряд типов по различным признакам. По роду усиливаемых электрических сигналов усилители можно разделить на две группы:

- усилители гармонических сигналов, предназначенные для усиления периодических сигналов различной величины и формы, гармонические составляющие которых изменяется много медленнее длительности устанавливающихся процессов в цепях усилителя.

- усилители импульсных сигналов, предназначенные для усиления непериодических сигналов, например непериодической последовательности электрических импульсов различной величины и формы.

По ширине полосы и абсолютным значениям усиливаемых частот усилители делятся на ряд следующих типов:

- усилители постоянного тока или усилители медленно меняющихся напряжений и токов, усиливающие электрические колебания любой частоты в пределах от низшей нулевой рабочей частоты до высшей рабочей частоты.

- усилители переменного тока, усиливающие колебания частоты от низшей границы до высшей, но неспособные усиливать постоянную составляющую сигнала.

- усилители высокой частоты (УВЧ), предназначенные для усиления электрических колебаний несущей частоты, например принимаемых приемной антенной радиоприемного устройства.

- усилители низкой частоты (УНЧ), предназначенные для усиления гармонических составляющих непреобразованного передаваемого или принимаемого сообщения.

Усилители низкой частоты характеризуются большим отношением высшей рабочей частоты к низшей, лежащим в пределах 10 - 500 для усилителей звуковых частот и превышающим 10⁵ для некоторых типов видеоусилителей. Усилители с высшей рабочей частотой порядка сотен килогерц и выше, одновременно имеющие большое отношение высшей рабочей частоты к низшей, обычно называются широкополосными усилителями.

Избирательные усилители усиливают электрические сигналы в очень узкой полосе частот.

Из трех типов транзисторных каскадов для усиления напряжения пригодны два: каскад с общей базой и каскад с общим эмиттером. Каскад с общим коллектором может быть применен в многокаскадных системах, однако непосредственного усиления напряжения такой каскад не дает и выполняет вспомогательную роль.

Для усиления напряжения звуковых частот наиболее пригоден каскад с общим эмиттером, так как он имеет более высокое входное и более низкое выходное сопротивления по сравнению с каскадом с общей базой.

Задание на курсовой проект

Спроектировать и провести расчёт многокаскадного усилителя низкой частоты.

Расчёт второго каскада усилителя низкой частоты (УНЧ)

Амплитуда тока цепи нагрузки:

Исходный ток коллектора в режиме покоя:

Принимаю:

Сопротивление коллектора:

Принимаю:

Сопротивление каскада по переменному току:

Амплитуда тока по сопротивлению коллектора:

Напряжение питания усилителя Е_к должно быть выбрано исходя из значения наибольшего допустимого напряжения коллектора те меньше 08 U_{КЭ max.}

Принимаю:

Падение напряжения на коллекторном сопротивлении:

Падение напряжения на эмиттерном сопротивлении:

Исходное напряжение на коллекторе:

Сопротивление эмиттера:

Исходный ток базы:

Напряжение на базе транзистора по отношению к общему проводу:

Ток делителя:

Сопротивления делителя:

Эквивалентное сопротивление делителя:

Входное сопротивление каскада без ООС:

Входное сопротивление каскада без ООС с учётом делителя:

Коэффициент усиления каскада по напряжению без ООС:

Входное сопротивление каскада с ООС:

Входное сопротивление каскада с ООС с учётом делителя:

Коэффициент усиления каскада по напряжению с ООС:

Коэффициент усиления каскада по току:

Коэффициент усиления каскада по мощности:

Расчёт первого каскада

Амплитуда тока цепи нагрузки:

Исходный ток коллектора в режиме покоя:

Принимаю:

Сопротивление коллектора:

Принимаю:

Сопротивление каскада по переменному току:

Амплитуда тока по сопротивлению коллектора:

Напряжение питания усилителя Е_к с учетом падения напряжения на втором каскаде:

Падение напряжения на коллекторном сопротивлении:

Падение напряжения на эмиттерном сопротивлении:

Исходное напряжение на коллекторе:

Напряжение на базе транзистора по отношению к общему проводу:

Сопротивление эмиттера:

Исходный ток базы:

Ток делителя:

Сопротивления делителя:

Эквивалентное сопротивление делителя:

Входное сопротивление каскада без ООС:

Входное сопротивление каскада без ООС с учётом делителя:

Коэффициент усиления каскада по напряжению без ООС:

Коэффициент усиления каскада по току:

Коэффициент усиления каскада по мощности:

Совместный расчёт первого и второго каскадов

Коэффициент усиления усилителя по напряжению:

Коэффициент усиления усилителя по току:

Коэффициент усиления усилителя по мощности:

Расчет разделительных конденсаторов

Поверка коэф. частотных искажений на верхних частотах:

Постоянная величина на верхних частотах:

Коэф. частотных искажений на верхних частотах:

:

Список литературы

1. С.А. Начарян Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование двухкаскадного транзисторного усилителя низкой частоты».

2. Исаков Ю.А. и др. «Основы промышленной электроники».

3. «Транзисторы для аппаратуры широкого применения». Справочник под редакцией Перельмана

Размещено на Allbest.ru