Міністерство транспорту та зв’язку України
Українська Державна Академія Залізничного Транспорту
Кафедра “Транспортний зв’язок”
ПІДСИЛЮВАЧ ПОТУЖНОСТІ
Пояснювальна записка курсового проекту
з дисципліни “Електроніка та мікросхемотехніка”
Харків
2008
Зміст
Вступ
1 Попередній розрахунок підсилювача
1.1 Типова структурна схема підсилювача
1.2 Попередній розрахунок вихідного каскаду
1.3 Попередній розрахунок вхідного і проміжного каскадів
1.4 Розподіл спотворень по каскадах
2 Вибір схеми і розрахунок кінцевого каскаду
2.1 Розрахунок схеми на комплементарних транзисторах
2.2 Особливості розрахунку схеми на складених транзисторах
3 Розрахунок вхідного і проміжного каскадів
3.1 Розрахунок каскаду по постійному струму
3.2 Розрахунок резисторного каскаду з ЗЕ
3.3 Розрахунок каскадів на мікросхемах
4 Розрахунок узагальнюючих параметрів і схеми НЗЗ
4.1 Розрахунок якісних показників підсилювача
4.2 Розрахунок електричних параметрів підсилювача
Висновок
Список літератури
Вступ
У наш час однією із самих швидко розвиваючих і перспективних галузей науки та техніки є електроніка. Зараз практично неможливо знайти яку-небудь галузь промисловості у якій би не використовувалися електронні вимірювальні прилади, пристрої автоматики й обчислювальної техніки. Але всього цього не було б без винаходу напівпровідних пристроїв, у тому числі транзисторів і діодів, які є тими елементарними цеглинками, з яких і будується сучасний будинок електроніки. Спочатку, транзистор був розроблений саме як підсилювальний прилад, покликаний замінити громіздкі електронні лампи, а вже пізніше став використовуватись як основний елемент логічних схем. З тих пір практично всі електронні підсилювачі виконуються на основі транзисторів.
Пристрій, призначенний для підсилення вхідного сигналу за рахунок енергії джерел живлення називається підсилювачем. Важливим типом підсилювача є підсилювач потужності. Будучи або самостійними пристроями, або частиною більш складних апаратів, підсилювачі знайшли широке застосування в радіомовленні, звуковому кіно, техніці звукозапису, телебаченні, радіолокації й радіонавігації, ядерній фізиці, медицині й біології, системах автоматики й т.д. У даному курсовому проекті зроблений розрахунок підсилювача потужності на транзисторах і мікросхемі.
1 Попередній розрахунок підсилювача
1.1 Типова структурна схема підсилювача
Як вхідний каскад підсилювача використовують резистивний підсилювач на мікросхемі ОП. З метою одержання основного підсилення сигналу, яке здійснюється проміжним каскадом, використовують схему на транзисторі за схемою ЗЕ, отже саме він володіє найбільшим коефіцієнтом підсилення.
З метою забезпечення в навантаженні
необхідної потужності , в якості вихідного каскаду підсилювача використовуємо безтрансформаторну двотактну схему, яка володіє малими габаритами і широким діапазоном частот.Рисунок 1.1 Типова структурна схема підсилювача
1.2 Попередній розрахунок вихідного каскаду
За відомою потужністю на виході
=8 Вт і опором навантаження =4 Ом визначають амплітуду напруги на виході:Розраховуються необхідні коефіцієнти підсилення за напругою і потужністю:
; ;де
, - ЕРС і внутрішній опір джерела сигналу; - потужність на вході підсилювача при вхідному опорі .Так як напруга джерела живлення
не задана, то її необхідно визначити зі співвідношення: ,де
, n=1, ; напруга насичення транзистора (0,5… 2 В); амплітуда напруги сигналу на виході; (3…5)В- запас напруги, що враховує температурну нестабільність каскаду. В ВЗ ряду номінальних джерел вибираємо двополярне джерело живлення:
В В В.Вибираємо схему каскаду за вихідною потужністю:
Вихідна потужність – більше 1…5 Вт,
Режим транзисторів – В,
Схема каскаду-двотактний без трансформаторний каскад з ЗЕ на складених транзисторах.
Транзистори для вихідного каскаду вибираються за потужністю розсіювання на колекторі при максимальній робочій температурі, за максимальними величинами напруги і струму, а також за верхньою робочою частотою.
Якщо підсилювач забезпечує в навантаженні потужність
, то орієнтовне значення потужності, що розсіюється на колекторі, буде дорівнювати: Втде,
- для без трансформаторного каскаду; - коефіцієнт використання транзистора; - коефіцієнт, що враховує тип схеми ( двотактна ).Для забезпечення надійної роботи підсилювача потужність повинна бути менше граничної потужності розсіювання транзистора при максимальній температурі навколишнього середовища
Вибір транзистора вихідного каскаду проведемо відповідно до наступних умов:
ВтВизначимо максимально допустиму напругу:
ВГранична частота підсилення струму транзистора в схемі з ЗЕ
в обраного транзистора повинна задовольняти умові: ГцТранзистор повинен забезпечити в навантаженні амплітуду струму:
АМаксимальний припустимий струм колектора
повинен задовольняти умові: АОбраний транзистор КТ817А задовольняє умовам, які наведені вище.
Таблиця 1.1 Параметри транзистора КТ817А
Тип | Структура | МГц | Макс. доп. Параметри | |||
Ркмакст, Вт | Iк, А | Uкэ, В | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
КТ817А | n-р-n | 3 | 25 | 3 | 25 | 20 |
Перевіримо умову:
ГцДля схеми на складених транзисторах, крім вихідного транзистора, необхідно вибрати комплементарну пару, що задовольняє наступним умовам:
1)
Вт2)
А