_{ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ}
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра электронной техники

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Электроника и микроэлектроника»

Составил: студент группы АУП-19 А. А. Иванов

Проверил: ст. преподаватель А. Г. Лыков

г. Донецк
2021 год

РЕФЕРАТ
Пояснительная записка:
30 страниц, 10 рисунков, 1 таблица, 1 приложение, 2 источника
Цель работы: применение теоретических знаний для решения практических задач по расчету блоков усилителя мощности звуковой частоты и источника питания, анализ и синтез блоков усилителя мощности, правильное построение вольт-амперных характеристик системы.

Методы исследования: выбор стандартных типов и номиналов элементов, проведение общего анализа каждого из блоков усилителя, выполнение всех поставленных требований и условий технического задания.

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ, БЛОК ПИТАНИЯ, БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР, ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, КОЭФФИЦИЕНТ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ, КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ, КОЭФФИЦИЕНТ ЧАСТОТНЫХ ИСКАЖЕНИЙ, ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ, ОБЩИЙ ЭМИТТЕР, УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, ОДНОТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, ДВУХТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 6

2. СИНТЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ 7

3. РАСЧЕТ ДВУХТАКТНОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ НА
БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ 9

3.1. Выбор коэффициента полезного действия трансформатора 9

3.2. Выбор транзисторов VT1 и VT2 9

3.3. Выбор рабочей точки транзистора по постоянному току 10

3.4. Выбор наклона нагрузочной прямой по переменному току и
расчет мощности коллекторной цепи транзистора 10

3.5. Расчет нелинейных искажений 11

3.6. Расчет элементов базовой цепи 13

3.7. Расчет элементов выходного трансформатора 13

3.8. Расчет входных параметров каскада 14

4. РАСЧЕТ ОДНОТАКТНОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ 15

4.1. Выбор типа транзистора 15

4.2. Выбор положения рабочей точки транзистора по постоянному
току 16

4.3. Расчет сопротивлений резисторов 16

---

4.4. Выбор наклона нагрузочной прямой по переменному току и
расчет мощности коллекторной цепи транзистора 17

4.5. Расчет цепи делителя 18

4.6. Расчет параметров согласующего трансформатора 18

4.7. Температурная стабильность каскада 19

4.8. Выбор конденсаторов 19

4.9. Расчет входных параметров каскада 20

5. РАСЧЕТ РЕЗИСТИВНОГО КАСКАДА С ОБЩИМ
ЭМИТТЕРОМ 21

5.1. Расчет по постоянному току 21

5.2. Расчет по переменному току 24

5.3. Расчет емкостей конденсаторов 26

6. ПОСТРОЕНИЕ АМПЛИТУДНОЙ ФАЗО-ЧАСТОТНОЙ
ХАРАКТЕРИСТИКИ И АМПЛИТУДНОЙ ЧАСТОТНОЙ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ 27

ВЫВОДЫ 29

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 30

ВВЕДЕНИЕ

Тема курсовой работы - анализ и синтез усилителя мощности низкой частоты, обеспечивающего необходимое усиление сигнала к величине, необходимой для нормальной работы исходного устройства: громкоговорителя, акустической системы и прочего.

Курсовая работа необходима для более детального изучения курса и получению навыков расчёта усилителя на практике.

Для обеспечения качественного звуковоспроизведения усилитель мощности низкой частоты должен равномерно усиливать сигнал в заданной полосе частот и иметь малые нелинейные искажения.

Курсовой проект включает отдельные задачи, для решения которых необходимо применить справочный материал, основная часть справочного материала приведена в методических указаниях.

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Для выполнения курсовой работы были выданы условия для расчетов, которые приведены ниже:

1. Входной сигнал ;

2. Мощность нагрузки ;

3. Диапазон частот , ;

4. Коэффициенты частотных искажений , ;

5. Сопротивление нагрузки

---

;

6. Внутреннее сопротивление источника входного сигнала ;

7. Коэффициент температурной нестабильности ;

8. Коэффициент нелинейных искажений ;

9. Напряжение питания ;

10. Частота сети питания ;

11. Схема выпрямителя – мостовая;

12. Коэффициент пульсаций для однотактного усилителя мощности ;

13. Коэффициент пульсаций для двухтактного усилителя мощности ;

14. Коэффициент пульсаций для предварительного усилителя мощности .

При проектировании необходимо провести синтез усилителя, выбрать типы транзисторов, провести согласование источника входного сигнала со входом усилителя и нагрузки с выходом усилителя мощности. Элементы выбираются в соответствии с ГОСТ. В расчете блока питания необходимо получить исходные параметры для расчета силового трансформатора и катушки индуктивности фильтра.

2. СИНТЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ

С помощью параметров, представленных в задании на проектирование, в частности, значений мощности и сопротивления нагрузки, определяется коэффициент усиления по напряжению предварительного усилителя:

;

.

Из полученного результата видно, что обеспечить такой коэффициент усиления с помощью одного каскада не представляется возможным, поэтому задачей синтеза в первую очередь является определение необходимого количества каскадов усиления усилителя.

Ориентировочно определить количество каскадов предварительного усилителя можно при помощи значений мощностей на нагрузке и мощности источника входного сигнала.

Поскольку мощность на нагрузке дана нам по условию, то в первую очередь из выражения находится мощность источника входного сигнала:

.

Коэффициент усиления по мощности равен:

---

.

Полученное значение коэффициента усиления по мощности выражается в децибелах:

.

Из условия, что при использовании в качестве каскадов предварительного усилителя схем с общим эмиттером каждый из них может обеспечить усиление по мощности порядка от 20 до 25 децибел, получается, что для реализации потребуется три каскада.

На втором этапе синтеза требуется выбрать типы каскадов предварительного усилителя.

Поскольку сопротивление нагрузки достаточно маленькое, то для ее согласования с выходным каскадом требуется трансформатор. Таким образом, в качестве выходного каскада можно рекомендовать трансформаторный усилитель мощности.

Поскольку мощность нагрузки составляет , то окончательно в качестве выходного каскада выбирается двухтактный трансформаторный усилитель мощности, включенный по схеме с общим эмиттером.

Считается, что нелинейные искажения, вносимые предварительным усилителем, определяются только двухтактным выходным каскадом, то есть должно выполняться условие .

Ко входу двухтактного каскада подключается однотактный усилитель мощности, также включенный по схеме с общим эмиттером.

Для доведения коэффициента усиления по напряжению до значения
используется резистивный каскад, включенный по схеме с общим эмиттером.

Предполагается, что каждый из каскадов предварительного усилителя оказывает равноценное влияние на коэффициент частотных искажений. В таком случае:

;

.



Рис. 2.1. Структурная схема предварительного усилителя низкой частоты.

3. РАСЧЕТ ДВУХТАКТНОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

---

Рис. 3.1. Принципиальная схема двухтактного трансформаторного усилителя мощности.

3.1. Выбор коэффициента полезного действия трансформатора

Для мощности нагрузки выбирается коэффициент полезного действия трансформатора:

.

3.2. Выбор транзисторов VT1 и VT2

Транзисторы в двухтактном каскаде работают в режиме AB. Соответственно, коэффициент полезного действия каскада принимается равным .

Каждый из двух транзисторов должен обеспечивать половину требуемой мощности. Исходя из этого соображения рассчитывается необходимая допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторе одного транзистора:

.

Граничная частота транзистора должна быть в 5-10 раз больше частоты сигнала в нагрузке:

.

На основании полученных требований для использования в двухтактном каскаде выбирается транзистор КТ610А. Максимально допустимые параметры: постоянный ток коллектора , постоянное напряжение коллектор-эмиттер , постоянная рассеиваемая мощность коллектора , граничная частота работы транзистора .

3.3. Выбор рабочей точки транзистора

На выходных вольт-амперных характеристиках транзистора строится кривая максимальной рассеиваемой мощности: .

Рабочую точку необходимо выбирать так, чтобы выполнялись следующие условия:

- напряжение питания каскада должно иметь стандартное значение, при этом должно выполняться условие: . Выбирается ;

- нагрузочная прямая по постоянному току для каскада проходит через точку

---

Смотрите также файлы

• Спиши существительные.docx

• А. К. Маркова при определении сущности педагогического мастерства отмечает, что это.doc

• План мероприятий.docx

• Общие требования к оформлению заданий.docx

• Программа обучения по охране труда (20 часов).docx