Усилитель звуковой частоты для стационарной аппаратуры 2-й степени сложности - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Усилитель звуковой частоты для стационарной аппаратуры 2-й степени сложности

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.


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.
Факультет радиотехники и электроники
Управление в современной технике обычно характеризуется тем, что мощность значительно превышает мощность, требующуюся для управления. Вместе с тем формы управляющей и управляемой энергии в одних случаях одинаковы, в других различны.
К частному виду управления энергией относится усиление. Отличительными особенностями усиления являются, с одной стороны, превышение управляемой мощности над управляющей, с другой стороны, плавность процесса усиления. Устройство, предназначенное для этой цели, называется усилительным устройством или просто усилителем. Управляющая мощность носит название мощности возбуждения усилителя, или входной мощности; управляемая мощность - мощности потребляемой от источника питания.
Усилители сигналов находят широкое применение во многих отраслях науки и техники. Они используются в радиовещании, радиосвязи, телевидении, дальней связи по проводам, радиолокации, радионавигации, измерительной, вычислительной технике и так далее.
Всякий усилитель характеризуется полосой пропускания от до . Усилители, у которых нижняя частота пропускания равна нулю, называются усилителями постоянного тока. Усилители переменного тока имеют .
Для усиления низкочастотных сигналов используются усилители низкой частоты, иначе называемые апериодическими усилителями; в соответствии с этим усилители высокой частоты, иначе избирательные усилители, применяются для усиления высокочастотных сигналов.
К усилителям низкой частоты относятся усилители постоянного тока, усилители звуковой частоты, усилители телевизионных сигналов, получившие название видеоусилителей, и другие.
Усилители высокой частоты подразделяются на резонансные и полосовые. В частности усилитель промежуточной частоты супергетеродивного радиоприемника обычно представляет собой полосовой усилитель, у которого зависимость усиления от частоты в большей степени приближается к идеальной прямоугольной форме, чем у резонансного усилителя.
В зависимости от вида усиливаемых сигналов усилители как низкой так и высокой частоты подразделяются на усилители гармонических сигналов и усилители импульсных сигналов.
По типу усилительных элементов усилители делятся на ламповые, диэлектрические, магнитные, транзисторные ина интегральных микросхемах.
По области применения - микрофонные, трансляционные, измерительные, телевизионные, магнитофонные, радиолакационные и так далее.
Простейший усилитель содержит один усилительный элемент. При необходимости получения усиления большего, чем может обеспечить один элемент, используется более развитой усилитель, содержащий несколько усилительных элементов. Усилительный элемент и относящиеся к нему элементы связи и питания образуют усилительный каскад. Таким образом, в общем случае усилитель содержит несколько усилительных каскадов, сокращенно каскадов. Основой каскада являются сам усилительный элемент; какие именно из элементов являются элементами связи данного каскада ( усилительного элемента ), устанавливают, исходя из наиболее удобных соотношений для анализа и расчета.
Первые каскады усилителя работают при относительно низком напряжении сигнала и носят название каскадов предварительного усиления иначе каскадов усиления напряжения, их основным назначением является повышение уровня сигнала.
Выходная мощность, отдаваемая в нагрузку, создается оконечным каскадом, представляющий собой каскад усиления мощности. У усилителей со сравнительно большой входной мощностью, предоконечный каскад, так же как и оконечный, является каскадом усиления мощности.
В дальнейшем рассмотрим построение и расчет усилителя мощности для стационарной аппаратуры второй группы сложности.
На рис2.1. представлена схема усилителя мощности для аппаратуры второй и третьей групп сложности.
2.1.2. Выбор цепи термостабилизации.
На приведенной схеме (см. рис2.1) эта цепь была условно обозначена . Она предназначена для создания начального смещения на базах транзисторов выходного каскада. В процессе нагрева их параметры существенно изменяются, что влечет за собой изменение режимов и нарушение работы всей схемы. Цепь в зависимости от температурного режима изменяет напряжение смещения так, чтобы компенсировать изменение параметров транзисторов.
Диод при этом обязательно должен иметь надежный контакт с радиатором, на котором установлены выходные транзисторы, иначе термостабилизации попросту не будет.
Диодов может быть несколько, при этом они включаются последовательно.
Данная схема обеспечивает достаточную температурную стабильность в диапазоне температур 0 .. 40 .
1.Определяем амплитуду напряжения и тока на нагрузке:
2.Определяем напряжение источника питания:
где =1..3 В -остаточное напряжение на полностью открытом транзисторе выходного каскада при P=1..10 Вт, но всегда >0,4..0,7 В. должно иметь запас 10..15% тоесть:
При данных условиях можно реализовать усилитель по бестрансформаторной схеме, так как максимальная мощность обычного двухтактного каскада больше мощности указанной в техническом задании.
3.Определяем максимальную мощность, рассеиваемую на коллекторах выходных транзисторов:
4.Определяем желаемый коэффициент усиления по току для выходных транзисторов:
где =16мВт - выходная мощность предоконечного каскада, работающего в режиме А:
5.Выбираем транзисторы оконечного каскада (VT3,VT4) по следующим параметрам:
По ранее рассчитанным параметрам выбираем транзисторы VT3 и VT4:
6. Необходимо проверить, смогут ли выходные транзисторы нормально работать без дополнительного теплоотвода. Максимально допустимая мощность рассеивания на коллекторе при заданной температуре окружающей среды
и отсутствии радиатора определяется выражением:
где соответственно max рабочая температура перехода коллектор-база, тепловое сопротивление промежутка переход-среда.
Согласно условиям эксплуатации данные транзисторы должны работать с дополнительными теплоотводами, т.е. с радиаторами. Тепловое сопротивление радиатора и площадь его поверхности определяется с помощью следующих выражений:
7. Определяем постоянный ток и мощность, потребляемые от источника питания, и коэффициент полезного действия:
8. Дополнительный расчет оконечного каскада:
9. Результаты расчета оконечного каскада
VT3 n-p-n 60 8 100 750 ---- 7
VT4 p-n-p 60 8 100 750 ---- 7
Примечание: * с применением радиатора.
2.1.4. Расчет предоконечного каскада.
Определим напряжение смещения оконечного каскада (напряжениями на резисторах R9 R10 как правило можно пренебречь):
Перейдем непосредственно к расчету .
Выбираем VT2 по следующим параметрам:
В этой схеме хорошо работает стабилитрон.
в) определяем сопротивление подстроечного резистора:
Коэффициент 2 указывает на то, что в номинальном режиме движок резистора будет примерно в среднем положении.
Определяем входное сопротивление ПОК. Оно практически определяется входным сопротивлением транзистора.
Определим коэффициент усиления каскада по напряжению:
Результаты расчета предоконечного каскада:
KT644Б n-p-n 0.28 0.0263 32.4 100 300 0.036
Рассмотрим входной каскад усилителя мощности
Задаем постоянный ток коллектора VT1
Коэффициент в данном случае можно округлить, как коэффициент передачи напряжения от точки “С” к переходу б'э транзистора VT1:
Сопротивление представляет собой нижнее плечо делителя в цепи обратной связи, состоящее из параллельного соединения сопротивления и выходного сопротивления транзистора VT1 со стороны эммитера :
Определим постоянный потенциал базы VT1:
Для нормальной работы необходимо, чтобы Проверяем
Коэффициенты усиления предоконечного и выходного каскадов:
где - внутренняя крутизна транзистора.
Коэффициент петлевого усиления равен:
где - коэффициент усиления оконечного каскада (VT3 и VT4),
Найдем входное сопротивление каскада на VT1:
Рассчитаем величины емкостей ,, и , по формуле:
Для C3 и С4 расчет можно упростить. Емкости С3 и С4 находятся в петле обратной связи. Искажения вносимые этими емкостями будут уменьшены в глубину обратной связи (в F раз), поэтому их величины могут быть рассчитаны, исходя из следующих соображений. Сопротивления этих емкостей на нижней частоте диапазона должны быть заметно меньше, чем R5 и R8 соответственно:
Рассчитаем для него и положим искажения вносимые этой емкостью М=1дБ
Определим коэффициент усиления по напряжению рассчитанного усилителя мощности:
Определим требуемое входное напряжение при номинальной выходной мощности:
Определим : для устранения возможности самовозбуждения на высоких частотах частотную характеристику коэффициента петлевого усиления ограничивают за счет включения конденсатора , определяемого по выражению:
Результаты расчетов занесём в таблицу:
КТ315Б n-p-n 50-350 0.1 0.15 20 250
Примечание: полученные номиналы элементов соответствуют схемам приведенным на рис 2.2 и рис 2.3.
2.2. Расчет узлов предварительного усилителя
2.2.1. Расчет мостового регулятора тембра
Схемы усилителей мощности, расчитанные выше, обладают достаточно высоким входным сопративлением, что позволяет включать мостовой регулятор тембра непосредственно на их входе.
На рис 2.3 представлена схема мостового регулятора тембра.
Номиналы элементов полученные в данном пункте соответствуют обозначениям схемы приведенной на рис 2.3.
а) Определяем коэффициент коррекции в относительных единицах:
в) Проверяем выполнение условия неперекрытия зон регулирования
г) Определяем сопротивление при допустимой погрешности регулирования можно принять ;
д) Определяем номиналы резисторов регуляторов НЧ
е) Определяем сопротивление буферного резистора
з) Определяем входное и выходное сопротивление РТ:
и) Определяем требование к выходному сопротивлению предыдущего каскада: при погрешности РТ на ВЧ можно применять
к) Определяем положение движков и , соответственно линейной частотной характеристики:
л) Определим номинальный коэффициент передачи регулятора тембра
м) Определим номинальное входное напряжение РТ:
2.2.2. Расчет каскадов предварительного усиления.
На рис 2.4. представлена схема каскада предварительного усиления на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером.
Перейдем непосредственно к расчету.
1. Определяем амплитуды напряжения и тока нагрузки:
Задаем напряжение коллектор-эмиттер транзистора:
Определяем напряжение питания каскада из условий:
Напряжение источника питания должно превышать на величину падения напряжения на сопротивлении фильтра (примерно на 20-30%) и должно быть
5. Определяем сопротивления в цепи эмиттера:
7. Определяем амплитуду тока коллектора:
Определяем мощность рассеиваемую на коллекторе:
Для проведения последующих расчетов из параметров выбранного транзистора определяем:
11. Задаемся допустимым коэффициентом гармоник каскада:
12. Определяем коэффициент усиления:
13. Определяем входное сопротивление каскада:
14. Определяем номинальное входное напряжение:
15. емкость конденсатора C2 рассчитывается по следующему выражению:
16. Сопротивление определяется исходя из падания напряжения на нем и тока, равного сумме токов делителя в цепи базы и эмиттера.
17. Для определения емкости конденсатора можно использовать следующую формулу:
18. Рассчитаем С3, которое является разделительной емкостью:
Примечание: номиналы рассчитанных элементов данного пункта соответствуют схеме представленной на рис 2.4.
КТ315Б n-p-n 50-350 0.1 0.15 20 250
На рис 2.5. представлена схема каскада предварительного усиления на полевом транзисторе по схеме общий исток .
В данном пункте номиналы полученных элементов будут соответствовать схеме приведенной на рис 2.5.
Резисторный каскад на полевом транзисторе в отличие от аналогичного каскада на биполярном транзисторе обладает высоким входным сопротивлением. Это качество позволяет использовать его в сечениях усилителя, где желательны высокоомные нагрузки, тоесть в нашем случае.
2.Выбираем рабочую точку на линейном участке характеристики с координатами
3.Определяем напряжение на стоке транзистора:
4.Рассчитывается сопротивление нагрузки по постоянному току :
5.Для полевого транзистора в рабочей точке с координатами
определяется крутизна по характеристике
и по характеристике внутреннее сопротивление транзистора:
6.Рассчитывается сопротивление нагрузки:
8.Определяется входная динамическая емкость:
Определяется сопротивление в цепи истока:
Задаемся сопротивлением в цепи затвора в пределах (0.1..1)МОм.
11.Определяется частота верхнего среза выходной цепи:
Определяем разделительную емкость в выходной цепи:
13.Рассчитаем входную разделительную емкость
14.Определяем емкость шунтирующую сопротивление в цепи истока:
15. Рассчитаем выходное сопротивление каскада:
Зная выходное сопротивление КПУ1 можем рассчитать емкость , находящуюся в КПУ2, по формуле:
2.2.3. Расчет регулятора громкости.
Теперь когда известны входные и выходные сопротивления всех каскадов, рассчитывается регулятор громкости. Регулятор усиления ставиться обычно после первого или второго каскадов предварительного усиления.
Регулятор усиления представляет собой обычный переменный резистор, сопротивление которого рассчитывается по формуле:
КП303Г n-канал 200 20 3 1.2 1.66 5
3. Поверочный расчет на ЭВМ основных характеристик усилителя (АЧХ)
В ходе проделанной работы разработан четырехкаскадный усилитель звуковой частоты для стационарной аппаратуры второй группы сложности. Был проведен анализ АЧХ на ПЭВМ, данный усилитель (его два звена) был смоделирован при помощи программы “MCAP 2”. При анализе АЧХ видно, что рассчитанный усилитель удовлетворяет требованиям Т.З. Погрешности возникают из-за того, что рассчитанные элементы берутся из стандартного ряда и из-за того, что выходное сопротивление КПУ2 не совсем удовлетворяет требованию предъявляемому к нему.
В. Т. Крушев, Э. Г. Попов, Н. И. Шатило Методическое пособие по проведению курсового проектирования по курсу аналоговые электронные устройства. - Мн. : БГУИР, 1997г.
Г. В. Войшвилло Усилительные устройства. - М. : Радио и связь, 1975г.
В. И. Галкин, А. Л. Булычев, П. М. Лямин Справочник. Полупроводниковые приборы. Транзисторы широкого применения. - Мн. : Беларусь 1995г.
В. М. Петухов Справочник. Маломощные транзисторы и их зарубежные аналоги. - М. : КУбК-а 1996г.
В. Е. Сапаров, Н. А. Максимов Системы стандартов в электросвязи и радиоэлектронике. - М. : Радио и связь. 1985г.
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
Особенности применения современных средств проектирования для анализа усилителя мощности звуковой частоты с малыми нелинейными искажениями. Анализ моделирования схемы усилителя мощности звуковой частоты для автомобильной звуковоспроизводящей аппаратуры. курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.04.2010
Разработка усилителя электрических сигналов, состоящего из каскадов предварительного усилителя. Расчет двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности. Определение каскада с ОЭ графоаналитическим методом. Балансные (дифференциальные) усилители. курсовая работа [672,4 K], добавлен 09.03.2013
Составление и расчет электрической схемы, выбор радиодеталей и составление перечня их. Выбор и обоснование структурной схемы усилителя. Расчет оконечного каскада усилителя. Построение результирующей амплитудной и фазовой характеристик усилителя. курсовая работа [467,3 K], добавлен 11.07.2012
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
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. курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.12.2014
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
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 звуковой частоты для стационарной аппаратуры 2-й степени сложности курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Дипломная Работа На Тему Анализ Эффективности Использования Машинно-Тракторного Парка Предприятия И Обоснование Основных Направлений Ее Повышения (На Примере Зао "Имени Ильича" Ленинградского Района Краснодарского Края)
Задача На Тему Банки И Банковские Операции По Вкладам
Сочинение Про Великую Отечественную Примеры Из Литературы
Доклад по теме Неокантианство
Лекция по теме Современные проблемы здоровья женщин и детей
Курсовая работа по теме Глубокое и сверхглубокое научное бурение на континентах
Курсовая работа по теме Подростковая наркомания
Черновик Эссе По Обществознанию
Сочинение Читая О Полку Игореве
Практическое задание по теме Сравнительная характеристика рабовладельческих государств на основе источников
Рефераты Фирмы
Реферат: Чувственное познание и его элементы (формы). Оценка сенсуализма
Броски Баскетбол Реферат
Реферат по теме Характеристика финансовых результатов хозяйственной деятельности предприятия
Реферат: Утренняя гимнастика - зарядка
Интернет Зависимость Реферат
Реферат: Мистецтво Поділля
Реферат На Тему Социальная Работа Среди Безработных И Технология Поиска Работы
Эссе по теме Одиночество: изоляция или уединение?
Курсовая работа: Технология возделывания озимой ржи в хозяйстве
Последовательность содержания работы командира патрульного взвода, по организации выполнения поставленной задачи - Военное дело и гражданская оборона курсовая работа
Разработка объектов прикладного решения "Мастер-класс на "1С: Предприятие 8.2" - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Договор ренты - Государство и право курсовая работа