Усилитель низкой частоты - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Выбор принципиальных схем узлов устройства. Компьютерное моделирование предварительного усилителя и усилителя мощности с общей обратной связью. Расчёт стабилизатора напряжения, усилителя, сглаживающего фильтра, трансформатора, диодной схемы выпрямления.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Южно-Уральский государственный университет»
По дисциплине «Электронные устройства систем управления»
Тема проекта "Усилитель низкой частоты"
тип устройства - усилитель низкой частоты;
максимальная мощность в нагрузке, Рн= 64 Вт;
минимальная частота полосы пропускания Гц;
максимальная частота полосы пропускания Гц;
коэффициент частотных искажений на граничных частотах дБ;
форма частотной характеристики огибающей спектр генерируемого сигнала - плоская;
коэффициент нелинейных искажений %;
выходное сопротивление устройства мОм;
входное сопротивление устройства мОм;
ЭДС генератора входного сигнала мВ;
выходное сопротивление генератора входного сигнала МОм;
диапазон регулирования выходной величины в % от максимального значения %;
диапазон изменения температуры среды ;
вид питающего напряжения 220В , 50 Гц.
Стовбур Д.В. Усилитель низкой частоты. Пояснительная записка к курсовой работе по курсу «Электронные устройства систем управления».- Челябинск ЮУрГУ, 2014
Пояснительная записка к курсовой работе, в которой рассматривается расчёт и компьютерное моделирование электронного усилителя низкой частоты. Состоит из трех разделов. Пояснительная записка к курсовой работе оформлена с помощью текстового процессора Microsoft Office Word 2007 и редактора диаграмм и блок-схем Microsoft Office Visio 2007. Моделирование проводилось с помощью программы схемотехнического моделирования MULTISIM 10.
1. Обоснование и выбор функциональной схемы устройства
2. Выбор и расчёт принципиальных схем узлов устройства
2.2 Предварительный усилитель и усилитель мощности с общей обратной связью
2.2.2 Расчёт предварительного усилителя
2.5.1 Расчёт стабилизатора напряжения
2.5.5 Расчёт диодной схемы выпрямления
3. Моделирование на ЭВМ работы функциональных узлов устройства
1. Обоснование и выбор функциональной схемы устройства
Усилитель низкой частоты состоит из выходного каскада - усилителя мощности (УМ), предварительного усилителя (ПУ), охваченных цепью общей отрицательной обратной связи (ЦООС), входного усилителя (ВУ), регулятора уровня выходного сигнала (РУ).
Качественные показатели выходного сигнала обеспечиваются с по-мощью глубокой отрицательной обратной связи в двух каскадах (УМ и ПУ). Входной усилитель обеспечивает лишь нужную величину входного сопротивления и коррекцию искажений частотной характеристики из-за влияния емкости С г . Разделительные конденсаторы C P 1 , C P 2 и т.д. необходимы для уменьшения дрейфа нулевого уровня выходного напря-жения УМ. Включение этих конденсаторов в состав схемы УНЧ приводит к появлению искажений частотной характеристики УНЧ в области нижних частот. Величины емкостей этих конденсаторов рассчитываются, исходя из величины допустимых частотных искажений в области низких частот.
2. Выбор и расчёт принципиальных схем узлов устройства
Коэффициент усиления по напряжению всего усилителя:
Действующее значение тока нагрузки:
2.2 Предварительный усилитель и усилитель мощности с общей обратной связью
усилитель мощность напряжение диодный
Исходя их функциональной схемы и предварительного расчёта в качестве выходного каскада усиления мощности выбираем двухтактный бестрансформаторный двухкаскадный усилитель с комплиментарными парами транзисторов, включённых по схеме с общим эмиттером, работающего в режиме АВ, с питанием от двух источников постоянного напряжения разной полярности.
В качестве предварительного усилителя используем операционный усилитель.
Рассчитывается как сумма максимального напряжения нагрузки и остаточного напряжения:
Рис.2 Схема предварительного усилителя и усилителя мощности
Выбор делаем по максимально допустимому напряжению между коллектором и эмиттером U КЭ , максимально допустимому току коллектора I к max , максимальной рассеиваемой в транзисторах мощности P к мах и максимальной частоте f max :
I R 18 ? (0,1…0,2)I н ? 3,6(0,1…0,2)? 0,72А;
Верхняя граничная частота усилителя 10000 Гц, тогда верхняя частота для транзисторов 100000·(2…4) Гц, примем f max = 400000.
В соответствии с полученными параметрами выбираем транзисторы КT853A (p-n-p )иКT829A (n-p-n).
Таблица 1-Параметры транзисторов VT3 и VT4.
Uб.э.(Пост.напряжение база-эмиттер)
напряжение насыщения коллектор-эмиттер
В качестве теплоотвода используем ребристый радиатор из чернёного алюминия конвекционного охлаждения. С учётом Вт его общая площадь поверхности должна составлять 400 см 2 .
Выбор резисторовR 18 и R 19 : Коэффициент усиления по напряжению
=Примем выходное напряжение ВУ = 2 В
Ом; это значения из стандартного ряда Е24
P R19 = I 19 2 · R 19 =0,1 2 ·100 = 1 Вт
P R18 = I 18 2 ·R 18 =0,1 2 ·200 = 2 Вт
Выбираем мощные резисторы С5-35В,R 19 - номиналом 100 Ом, мощностью 1Вт R 18 - номиналом 200 Ом, мощностью 2 Вт
Выбор делаем из следующих соображений:
U КЭ VT 1,2 ? Е ПИТ + U ВЫХ ПУ ? 39 + 10 ? 39 В
Так как статический коэффициент зависит от тока эмиттера определим его по характеристике :
Выбираем комплементарную пару транзисторов VT1 КТ3102Ви VT2 КТ3107В Их параметры:
Максимально допустимое напряжение коллектор-база: ……………30 В
Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер: ……….30 В
Максимально допустимый ток коллектора:
постоянный: ………………………………………………100 мА
импульсный: …………………………………..………….. 200 мА
Постоянный ток базы: …………………………………………………2 А
Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора:
без теплоотвода: ………………………………………….1 Вт
с теплоотводом: …………………………………………..10 Вт
Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме
с общим эмиттером: …………………………………………..не менее 40
Обратный ток коллектора: …………………………. 50 мкА
РезисторыR 16 ,R 17 включенныепараллельнобазо-эмиттернымпереходам мощных транзисторов, служат для улучшения характеристики усилителя в области высоких частот, а также повышения надежности работы транзисторов выходного каскада.
По входной характеристике определим ? 0,85 В
Значения из стандартного ряда Е24: R 16 = R 17 = 270 Ом
С целью уменьшения нелинейных переходных искажений в таких каскадах для получения режима АВ во входных цепях включается делитель из резисторов R 14 , R 15 и диодов VD3,VD4. Диоды имеют температурную зависимость, аналогичную база- эмитторным переходам транзисторов. ПосколькуспомощьюрезисторовR 14 , R 15 диодыпереводятсяврежимпроводимости, тонапряжениенабазеVT1 превышает входное напряжения на величину падения на диоде VD3. Напряжение набазеVT2 меньше, чем входное напряжение, на величину падения напряжения надиодеVD2.
Так как статический коэффициент зависит от тока эмиттера определим его по характеристике :
Значения из стандартного ряда Е48: R 14 = R 15 = 10000 Ом
P R 14,15 = 2 ·R 14 = 0,0032 2 ·10000 = 0,1 Вт
Выбираем резисторы МЛТ мощностью 0,125 Вт;
Выбираем в качестве диодов VD3, VD4 универсальный диод Д219А
Максимально допустимое постоянное обратное напряжение 70 В
Максимально допустимый постоянный прямой ток 50 мА
Постоянное прямое напряжение (I пр =50 мА, Т=25°С ) 1 В
2.2.2 Расчёт предварительного усилителя
Предварительный усилитель выполнен на операционном усилителе DA2, при его выборе нужно учесть следующие факторы:
1) Согласно заданию необходимо обеспечить величину коэффициента нелинейных искажений k f = 0,3%
2) На верхней частоте ОУ должен обеспечивать расчетный коэффициент усиления
Выбор резисторов общей отрицательной обратной связи
Предварительный усилитель и усилитель мощности охвачены двух петлевой цепью отрицательной обратной связи на резисторах R 7 R 9 и R 8 R 10 , она обеспечивает необходимый коэффициент усиления и качественные показатели.
Сопротивление резисторов R 8 R 10 должно быть порядка десятков кОм, сопротивление резисторов R 7 R 9 должно быть значительно меньше
Пусть R 8 = 10 кОм, R 10 = 22 кОм, а R 7 = 200 Ом, R 9 = 600 Ом( Значения из стандартного ряда Е24 )
Выбираем резисторы МЛТ мощностью 0,125 Вт
Значения из стандартного ряда Е24 :R 11 = 7500 Ом
P R 11 = I 11 2 ·R 11 = (0.40·10 -3 ) 2 ·10 3 =0.16 мВт
Выбираем резистор МЛТ мощностью 0,125 Вт
Коэффициент нелинейных искажений рассчитывается:
K f - коэффициент нелинейных искажений без ОС(K f = 5%)
K U - коэффициент усиления всего предварительного усилителя и усилителя мощности (K U = K ОУ ·K УМ ) без ОС
Выбираем в качестве DA2 операционный усилитель К544УД1
Номинальное напряжение питания……………………….±15 В±10%
Выходное напряжение ……………………………………………|±12| В
Коэффициент усиления напряжения……………………………..200000
Входные дифференциальные и синфазные напряжения ………..|±10| В
Входное сопротивление………………………………………1,5·10 11 Ом
Сопротивление нагрузки…………………………………………...2 кОм
Ток потребления ……………………………………………………2,5 мА
Максимальная рассеиваемая мощность………………………...200 мВт
Напряжение питания нагрузки превышает напряжение питания операционного усилителя, поэтому для питания предварительного усилителя используем параметрические стабилизаторы со стабилитронами VD1и VD2. Учтём, что входной усилитель DA1 также будет питаться от этих параметрических стабилизаторов. Напряжение питания операционных усилителей должно быть равно напряжению стабилизации стабилитрона, а максимальный ток стабилизации больше, чем сумма номинального тока стабилизации и токов потребления операционных усилителей.
Выбираем в качестве VD1и VD2 стабилитрон КС508Б.
Номинальное напряжение стабилизации …………………………...15 В
Минимальное напряжение стабилизации ……………..13,8 В
Максимальное напряжение стабилизации ……………15,6 В
Ток стабилизации стабилитрона………………………...8,5 мА
Минимально допустимый ток стабилизации стабилитрона …..0,25 мА
Максимально допустимый ток стабилизации стабилитрона…….18 мА
Дифференциальное сопротивление стабилитрона ………….16 (8,5) Ом
Прямая рассеивая мощность ……………………………………….0,5 Вт
Значения из стандартного ряда Е24: R 12 = R 13 = 2400 Ом
P R 12,13 = I 12,13 2 ·R 12 = 0,0104 2 ·2400 = 0,25 Вт
Выбираем резисторы МЛТ мощностью 0,25 Вт
Регулятор уровня необходим, чтобы обеспечить заданный в техническом задании диапазон регулирования выходной величины, равный -100% от максимального значения.
Суммарное сопротивление регулятора должно быть:
где R Н min ВУ =2 кОм, R ВХ ПУ =R 11 = 7,5 кОм
Допустим R У в диапазоне 5-10 кОм, если диапазон регулирования равен -100% то
Выберем резистор МЛТ мощностью 0,125 Вт номиналомR 6 = 3,6 кОм
В качестве R 5 выберем регулировочный резистор ПП3-43
Выбор разделительного конденсатора Заданный коэффициент частотных искажений усилителя М = ±3дБ ? 1,41
Так как разделительных конденсатора в усилителе два, то
Где f min =20Гц - нижняя граница частотного диапазона усилителя.
Выбираем в качестве С 2 конденсатор К10-47Мв 100В, 750 нФ
Входной усилитель должен обеспечивать указанную в задании величину входного сопротивления и необходимое усиление входного сигнала по напряжению.
Выберем значение из стандартного ряда Е24:R 2 =100 кОм
Пусть R 1 =30 кОм - значение из стандартного ряда Е24
R 4 =120 кОм - значение из стандартного ряда Е24
Значение из стандартного ряда E24: R 3 = 76 кОм
Выбираем резисторы МЛТ мощностью 0,125 Вт
Выбираем в качестве DA1 операционный усилитель К544УД1
Выбираем значение из стандартного ряда E24С 1 = 12нФ.
Источник питания состоит из трансформатора, вентильного комплекта (мостовая диодная схема), сглаживающего фильтра и стабилизатора напряжения.
Рис.5 Структурная схема источника питания
Трансформатор необходим для получения заданного напряжения на выходе выпрямителя и гальванической развязки цепи выпрямленного тока с питающей сетью. Вентильный комплект необходим для выпрямления переменного напряжения, сглаживающий фильтр - для ослабления пульсаций, а стабилизатор для снижения нестабильности напряжения на нагрузке. Максимальный ток потребления усилителя:
I М ПОТР =I ПОТР УМ +I ПОТР ПУ +I ПОТР ВУ
I М ПОТР MAX ?I ПОТР УМ · 1,1? 4.95 А
2.5.1 Расчёт стабилизатора напряжения
Напряжение на выходе стабилизатора равно напряжению питания:
Так как рекомендованные для двухполярного питания микросхемы LM317 (для положительного напряжения) и LM337 (для отрицательного напряжения) мы не можем использовать напрямую (их выходной ток 1,5 А, а у нас ток потребления 4.95 А), то для повышения максимального выходного тока этих стабилизаторов подключим дополнительные мощные транзисторыVT5КТ 818В и VT6КТ 819Вс радиатором (таким же как и в усилителе мощности):
Рис.6 Схема стабилизатора напряжения
Выбор резисторов R 20 и R 21 : По мере приближения тока стабилизатораLM317(LM337) к его максимальному выходному току, должно происходить открывание транзистора за счёт падения напряжения на резисторе R 20 (R 21 ), оно должно быть примерно 0,6 В
Выбираем резисторы МЛТ мощностью 2 Вт
U ВХ СТ =U ВЫХ СТ +U ОСТ СТ +U R 20,21 =33+3+0,6=36,6 В
Выбор резисторов R 22 ,R 23 ,R 24 ,R 25
R 22 =R 25 =240 Ом - стандартное значение для схемы с LM317(LM337)
Сопротивления R 23 и R 24 должны быть по 6000 Ом
Выбираем подстроечный резистор СП3-19А 0.5 6,8К
Выбираем оксидно-электролитические конденсаторы К50-35 номинальной ёмкостью 1мкФ -стандартное значение для схемы сLM317(LM337)
Определение назначения, анализ технических характеристик и описание принципиальной схемы усилителя мощности звуковой частоты. Выбор контрольных точек усилителя, расчет трансформатора и стабилизатора напряжения прибора. Алгоритм диагностики усилителя. курсовая работа [127,5 K], добавлен 26.01.2014
Описание блок–схемы транзисторного двухкаскадного усилителя мощности низких частот. Вычисление мощности, потребляемой цепью коллектора транзистора от источника питания. Расчёт выходного и предварительного каскадов усилителя, фильтра нижних частот. контрольная работа [323,8 K], добавлен 18.06.2015
Разработка структурной и принципиальной схемы. Анализ и расчет фильтра низких частот, режекторного фильтра и предварительного усилителя (неинвертирующего). Расчет усилителя мощности и блока питания (трансформатора и стабилизатора). Интерфейсная часть. курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.12.2012
Обоснование и выбор функциональной схемы усилителя низкой частоты. Выбор функциональной схемы. Предварительный усилитель и усилитель мощности. Особенности выбора обратной связи и операционного усилителя для ВУ и ПУ. Питание операционных усилителей. курсовая работа [360,9 K], добавлен 27.02.2010
Расчет предварительного усилителя. Выбор типа операционного усилителя и схемы выпрямителя. Расчёт фильтра и буферного каскада. Определение расчётного значения общего коэффициента передачи. Выбор стабилизатора напряжения. Описание принципиальной схемы. курсовая работа [644,5 K], добавлен 04.05.2012
Построение и расчет усилителя мощности для стационарной аппаратуры второй группы сложности. Выбор, обоснование и предварительный расчет структурной схемы усилителя. Полный электрический расчет усилителя мощности и узлов предварительного усилителя. курсовая работа [279,9 K], добавлен 05.09.2008
Расчет мощности сигнала на входе усилителя низкой частоты, значения коллекторного тока оконечных транзисторов, емкости разделительного конденсатора, сопротивления резистора, напряжения на входе усилителя. Разработка и анализ принципиальной схемы. курсовая работа [111,1 K], добавлен 13.02.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Усилитель низкой частоты курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат по теме Школа и педагогика в России первой половины XIX века
Дипломная работа по теме Організація перевезень побутової хімії
Контрольная работа по теме Основы взаимодействия в образовательном пространстве
Реферат: Маркетинговая стратегия Череповецкой масложировой компании. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Применение лазеров в лазерном шоу
Итоговая Контрольная Работа 6 Класс Онлайн
Помощь Докторская Диссертация
Учебное пособие: Основные вопросы анатомии человека
Отчет по практике по теме Анжерская линейная производственная диспетчерская станция
Курсовая работа: Калькулирование себестоимости продукции по системе "Стандарт-костинг". Связь с традиционными методами учета затрат
Курсовая работа по теме Оптимизация работы по набору, отбору персонала в организации
Реферат по теме Роль банков
Улица Моего Детства Сочинение Кратко
Как Переводится Эсс
Реферат: Цифровые технологии и политика. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа: Формирования ценностного отношения к профессиональной деятельности у будущих учителей посредством тренинговых занятий
Дипломная работа по теме Монтаж электрооборудования авторемонтной мастерской
Реферат: Товарные сделки. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа по теме Совершенствование системы налогообложения учета и отчетности на предприятии ООО 'Система безопасности'
Дипломная работа по теме Комплексный анализ и оценка имущественного состояния МУП 'ЖКО Чемал'
Нормативно-правовое регулирование заработной платы в Российской Федерации - Государство и право курсовая работа
Учет труда и заработной платы - Бухгалтерский учет и аудит дипломная работа
Роль ислама в общественно-политической жизни современных стран Ближнего и Среднего Востока - История и исторические личности контрольная работа