Курсовая работа: Многокаскадный усилитель переменного тока с обратной связью

💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Электронные приборы – устройства принцип действия которых основан на использовании явлений связанных с движущимися потоками заряженных частиц. В зависимости от того как происходит управление, электронные приборы делят на вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые. В настоящее время трудно назвать такую отрасль, в которой в той или иной степени не применялась бы электроника. Космические и авиационные летательный аппараты, техника, все виды транспорта, медицина, атомная физика, машиностроение используют электронику во все нарастающих масштабах. Достижения электроники используют все телевизионные передатчики и приемники, аппараты для приема радиовещания, телеграфная аппаратура и квазиэлектронные АТС, аппаратура для междугородней связи.
Одним из наиболее важных применений электронных приборов является усиление электрических сигналов, т.е. увеличение их мощности, амплитуды тока или напряжения до заданной величины. В настоящее время усилительные устройства развиваются во многих направлениях, расширяется диапазон усиливаемых частот, выходная мощность. В развитии усилительных устройств широкие перспективы открывает применение интегральных микросхем.
В данной курсовой работе проводится проектирование многокаскадного усилителя переменного тока с обратной связью. При проектировании рассчитываются статические и динамические параметры усилителя, а затем проводится его моделирование на ЭВМ с использованием программного продукта MicroCapIII. При моделировании усилителя производится корректировка его параметров.
2.1 Расчет коэффициента усиления напряжения усилителя

Вычислим амплитудное значение напряжения на выходе:
По известным значениям U н
m
и U вх
m
рассчитываем K oc

Усилителю с отрицательной обратной связью соответствует коэффициент передачи:
Определим число каскадов усилителя.
Пусть число каскадов равно 1 ( n
= 1):
где M
ос

(
w
)
– коэффициент частоты каскадов.
Из этой формулы составим квадратное уравнение, и решим его относительно K
b
.
, тогда получим корни , выбираем отрицательный корень , и подставляем в уравнение (1),
, т.е. одного каскада будет не достаточно.
Пусть число каскадов усилителя равно 2 (n = 2):
Из этой формулы составим квадратное уравнение, и решим его относительно K
b

тогда из полученных корней выбираем отрицательный , и подставляем в уравнении (1), т.е. двух каскадов тоже будет не достаточно.
Пусть число каскадов усилителя равно 3 (n = 3):
Из этой формулы составим квадратное уравнение, и решим его относительно K
b

тогда из полученных корней выбираем отрицательный , и подставляем в уравнение (1), т.е. усилитель может быть реализован на трех каскадах.
2.2 Расчет элементов выходного каскада

Выбор рабочей точки А транзистора в режиме покоя, когда входной сигнал отсутствует, сводится к выбору тока коллектора I
к А

и напряжения U
кэ
A

в схеме рис. 1, в первоначальном предположении R
э= 0
. т.е. при заземленном эмиттере.
Точку покоя выберем исходя из заданных значений амплитуды напряжения на коллекторе U
НМ

и тока коллектора I
НМ

, которые по заданным значениям U
Н

и I
Н

определяются как U
НМ

=

U
Н

= 44.4 [В] и I
НМ

=

I
Н

.= = 0.0098 [А].
P
К

=
U
НМ

I
НМ

=0.43
[Вт], транзистор средней мощности.
Определим напряжение U
КЭА

из выражения:
=46.4 [В], (для транзисторов средней мощности U
ЗАП

= (2¸2.5) [В])
где K
З

–коэффициент запаса равный (0.7¸0.95)
Считаем, что на вход подается какой-либо переменный сигнал, тогда для переменного сигнала параллельно включается . Для переменного сигнала будет идти по какой-либо другой динамической линии нагрузки. Она будет обязательно проходить через А.
Поэтому строим динамическую линию нагрузки.
Через точку А проводим линию динамической нагрузки, под углом .
где K M

=1000
масштабный коэффициент.
Выбирая значенияE П
из стандартного ряда, тем самым изменяя положениединамической линии нагрузки, проверяем условие . В нашем случае условие выполнилось при E
П

=100
[B].
Расчет элементов фиксации рабочей точки
Фиксация рабочей точки A каскада на биполярном транзисторе (рис. 1) осуществляется резистивным делителем R
1

, R
2

. Выберем такой транзистор, у которого и . В нашем случае таким транзистором может быть транзистор КТ814Г.
Из положения рабочей точки и выходных характеристик транзистора, рассчитаем величину дифференциального коэффициента передачи тока базы b
:
Так же из входной характеристики находим входное дифференциальное сопротивление транзистора h
11Э

:

Рассчитаем величину по следующему эмпирическому соотношению: , где - тепловой ток коллекторного перехода, заданный в справочнике при температуре t
0

;
А =
2,5 для кремниевых транзисторов. вычислим как , выберем . Рекомендуемое значение N
вычисленное как
Корректность расчета оценим вычислением тока I
дел

, причем необходимо соблюдение неравенства . Вычислим I
дел

по формуле:
Полученное значение удовлетворяет соотношению
Найдем сопротивление резистивного делителя:
Найдем входное сопротивление данного каскада
Расчет емкостных элементов усилительных каскада
Для каскадов на биполярном транзисторе (рис. 1) значение емкостей конденсаторов C
1

,
C
2

, C
3

рассчитаем по следующим формулам:
Расчет коэффициента усиления напряжения каскада
Определим выходные параметры для промежуточного каскада:
2.3 Расчет элементов промежуточного каскада

Выбор рабочей точки А транзистора в режиме покоя, когда входной сигнал отсутствует, сводится к выбору тока коллектора I
к А

и напряжения U
кэ
A

в первоначальном предположении R
э= 0
. т.е. при заземленном эмиттере.
Точку покоя выберем исходя из заданных значений амплитуды напряжения на коллекторе U
НМ

и тока коллектора I
НМ

, которые по заданным значениям U
Н

и I
Н

определяются как U
НМ

=

U
Н

= 1.05 [В] и I
НМ

=

I
Н

.== 0.0008 [А].
P
К

=
U
НМ

I
НМ

=0.84
[мВт], значит транзистор малой мощности
Определим напряжение U
КЭА

из выражения:
=3.55 [В], (для транзисторов малой мощности U
ЗАП

= (1¸2.5) [В])
где K
З

–коэффициент запаса равный (0.7¸0.95)
Считаем, что на вход подается какой-либо переменный сигнал, тогда для переменного сигнала параллельно включается . Для переменного сигнала будет идти по какой-либо другой динамической линии нагрузки. Она будет обязательно проходить через А. Поэтому строим динамическую линию нагрузки.
Через точку А проводим линию динамической нагрузки, под углом .
где K M

=1000
масштабный коэффициент
Выбирая значенияE П
из стандартного ряда, тем самым изменяя положениединамической линии нагрузки, проверяем условие . В нашем случае условие выполнилось при E
П

=10
[B].
Расчет элементов фиксации рабочей точки
Фиксация рабочей точки A каскада на биполярном транзисторе (рис. 1) осуществляется резистивным делителем R
1

, R
2

. Выберем такой транзистор, у которого и . В данном случае таким транзистором может быть транзистор КТ209A.
Из положения рабочей точки и выходных характеристик транзистора, рассчитаем величину дифференциального коэффициента передачи тока базы b
:
где D
I
К

,
D
I
Б

– окрестность рабочей точки А
По входным характеристикам транзистора определим величину U
БЭА

=0,71
[B]
Так же из входной характеристики находим входное дифференциальное сопротивление транзистора h
11Э

:

Рассчитаем величину по следующему эмпирическому соотношению: , где - тепловой ток коллекторного перехода, заданный в справочнике при температуре t
0

;
А =
2,5 для кремниевых транзисторов. вычислим как , выберем .
Рекомендуемое значение N
вычисленное как
Корректность расчета оценим вычислением тока I
дел

, причем необходимо соблюдение неравенства . Вычислим I
дел

по формуле:
Полученное значение удовлетворяет соотношению
Найдем сопротивление резистивного делителя:
Найдем входное сопротивление данного каскада
Расчет емкостных элементов усилительных каскада
Для каскадов на биполярном транзисторе (рис. 1) значение емкостей конденсаторов C
1

,
Расчет коэффициента усиления напряжения каскада:
Определим выходные параметры для входного каскада:
2.4 Расчет элементов входного каскада

Выбор рабочей точки А транзистора в режиме покоя, когда входной сигнал отсутствует, сводится к выбору тока коллектора I
к А

и напряжения U
кэ
A

в первоначальном предположении R
э= 0
. т.е. при заземленном эмиттере.
Точку покоя выберем исходя из заданных значений амплитуды напряжения на коллекторе U
НМ

и тока коллектора I
НМ

, которые по заданным значениям U
Н

и I
Н

определяются как U
НМ

=

U
Н

= 0.11 [В] и I
НМ

=

I
Н

.= 0.00012 [А].
P
К

=
U
НМ

I
НМ

=0.013
[мВт], транзистор малой мощности
Определим напряжение U
КЭА

из выражения:
=2.61 [В], (для транзисторов малой мощности U
ЗАП

= (1¸2.5) [В])
где K
З

–коэффициент запаса равный (0.7¸0.95)
Считаем, что на вход подается какой-либо переменный сигнал, тогда для переменного сигнала параллельно включается . Для переменного сигнала будет идти по какой-либо другой динамической линии нагрузки. Она будет обязательно проходить через А. Поэтому строим динамическую линию нагрузки.
Через точку А проводим линию динамической нагрузки, под углом .
где K M

=10000
масштабный коэффициент
Выбирая значенияE П
из стандартного ряда, тем самым изменяя положениединамической линии нагрузки, проверяем условие . В нашем случае условие выполнилось при E
П

=6.3
[B].
Расчет элементов фиксации рабочей точки
Фиксация рабочей точки A каскада на биполярном транзисторе (рис. 1) осуществляется резистивным делителем R
1

, R
2

. Выберем такой транзистор, у которого и . В данном случае таким транзистором может быть транзистор КТ209A.
Из положения рабочей точки и выходных характеристик транзистора, рассчитаем величину дифференциального коэффициента передачи тока базы b
:
где D
I
К

,
D
I
Б

– окрестность рабочей точки А
По входным характеристикам транзистора определим величину U
БЭА

=0,55
[B]
Так же из входной характеристики находим входное дифференциальное сопротивление транзистора h
11Э

:

Рассчитаем величину по следующему эмпирическому соотношению: , где - тепловой ток коллекторного перехода, заданный в справочнике при температуре t
0

;
А =
2,5 для кремниевых транзисторов. вычислим как , выберем .
Рекомендуемое значение N
вычисленное как ;
Корректность расчета оценим вычислением тока I
дел

, причем необходимо соблюдение неравенства . Вычислим I
дел

по формуле:
Полученное значение удовлетворяет соотношению
Найдем сопротивление резистивного делителя:
Найдем входное сопротивление данного каскада
Расчет емкостных элементов усилительных каскада
Для каскадов на биполярном транзисторе (рис. 1) значение емкостей конденсаторов C
1

,
Расчет коэффициента усиления напряжения каскада
По вычисленным в п. 2.1. значениям и рассчитаем величину
Найдем величину сопротивления обратной связи из следующего соотношения:
2.6 Расчет коэффициента усиления напряжения усилителя

Рассчитываемый коэффициент усиления всего усилителя равен произведению коэффициентов. усиления всех трех каскадов:
Моделирование будем выполнять с помощью пакета схемотехнического моделирования Micro-Cap 3. В результате моделирования получим переходные и частотные характеристики как отдельных каскадов усилителя, так и всей структуры в целом. Целью моделирования является установление корректности расчета и степени соответствия расчетных параметров требованиям технического задания.
3.1 Корректировка схемы и определение ее параметров

Для получения результатов, определяемых исходными данными, произведем корректировку значений сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов усилителя. Полученные после корректировки значения приведены в спецификации (см. Приложения).
По графикам АЧХ и ФЧХ, полученным в результате моделирования определим значения K.
Реально достигнутый коэффициент K найдем из графика переходной характеристики:
а) для усилителя без обратной связи
В результате выполнения данной курсовой работы были изучены методы проектирования и разработки электронных устройств в соответствии с данными технического задания. Был произведён расчёт статических и динамических параметров электронных устройств. А также было изучено практическое применение ЭВМ для схемотехнического проектирования электронных устройств. Для моделирования был использован пакет схемотехнического моделирования Micro-Cap 3. В ходе курсового проектирования было проведено моделирование усилителя в частотной и временной областях.
1. Баскакова И.В., Перепёлкин А.И. Усилительные устройства: Методические указания к курсовой работе. - Рязань, РГРТА, 1997.36 с.
2. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник. К.М. Брежнева, Е.И. Гантман, Т.И Давыдова и др. Под ред. Б.Л. Перельмана. - М.: Радио и связь, 1982.656 с.
3. Транзисторы. Справочник. Издание 3-е. Под редакцией И.Ф. Николаевского. - М.: Связь, 1969.624 с.
4. Анализ электронных схем. Методические указания к лабораторным и практическим занятиям. Баскакова И.В., Перепёлкин А.И.Р.: 2000,32 с.
Моделирование промежуточного каскада

Название: Многокаскадный усилитель переменного тока с обратной связью
Раздел: Рефераты по коммуникации и связи
Тип: курсовая работа
Добавлен 01:33:15 07 июня 2010 Похожие работы
Просмотров: 342
Комментариев: 9
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Ребятки, кто на FAST-REFERAT.RU будет заказывать работу до 26го мая - вводите промокод iphone, и тогда будете учавствовать в розыгрыше iphone xs)) сам только что узнал, что у них такие акции бывают (п.с. кстати не удивляйтесь что вас перекидывает на сайт с другим названием, так и должно быть)
Мне с моими работами постоянно помогают на FAST-REFERAT.RU - можете просто зайти узнать стоимость, никто вас ни к чему не обязывает, там впринципе всё могут сделать, вне зависимости от уровня сложности) у меня просто парень электронщик там какой то, тоже там бывает заказывает))
Спасибо, Оксаночка, за совет))) Заказал курсач, отчет по практике, 2 реферата и дипломную на REFERAT.GQ , все сдал на отлично, и нервы не пришлось тратить)
Я обычно любые готовые работы покупаю на сайте shop-referat.tk , и свои все там же на продажу выставляю, неплохой доп.заработок. А если там не нахожу то уже на referat.gq заказываю и мне быстро делают.
Да, но только в случае крайней необходимости.

Курсовая работа: Многокаскадный усилитель переменного тока с обратной связью
Реферат по теме Зарождение религии (Ранние формы религии)
Реферат: Методи наук аналізу розміщення і територіальної організації народного господарства України
Реферат по теме Ю.М. Лотман. Семиотические школы.
Реферат: Shiloh By Bobbie Ann Mason Essay Research
Водный Налог Реферат
Контрольная Работа По Теме Речь 8 Класс
Отчет по практике по теме Системный анализ данных дистанционного зондирования в программной среде ENVI
Практическая Работа 2 9 Класс
Презентация На Тему Учение О Биосфере
Реферат по теме Богодухновенное, ангелогласное пение в системе средневековой музыкальной культуры
Опухоли Яичников Реферат
Стоимость Заказа Курсовой
Курсовая работа по теме Международные банковские расчеты
Курсовая работа по теме Современные проблемы юрисдикционного иммунитета государства и его собственности в международном част...
Курсовая На Тему Спрос
Реферат: Инфляция, её сущность, виды, формы. Скачать бесплатно и без регистрации
Этика 4 Класс Реферат
Краткое Сочинение Октябрь В Лесу
Курсовая Разработка Бренда На Примере
Реферат На Тему Развитие Идей Универсальных Грамматик
Реферат: Коррекция дезадаптивного поведения подростков с интеллектуальной недостаточностью
Реферат: Оптимизация системы социального обеспечения населения
Доклад: Чистотел большой