Розробка схеми двокаскадного підсилювача з безпосереднім звязком (стр. 1 из 4)
Зміст
Вступ
1. Основні поняттяпро підсилювачі
1.1 Загальні відомості про підсилювачі
1.2 Призначення елементів і принцип роботи підсилювального каскаду за схемою з ЗЕ
1.3 Параметри підсилювачів
2. Розрахунок підсилювача
2.1 Розрахунок режиму роботи транзистора другого каскаду по постійному струму і вибір пасивних елементів схеми: резисторів, конденсаторів
2.2 Розрахунок першого каскаду по змінному струму, що складається з визначення коефіцієнта підсилення, вхідного і вихідного опору каскаду
2.3 Розрахунок номінальних значень пасивних і частотозадающих елементів схеми
3. Заміна розрахункових значень пасивних елементів значеннями з ряду Е24
Висновок
Перелік літератури
Додаток 1. Вихідні характеристики біполярного транзистора ГТ323Б
Додаток 2. Вхідні характеристики біполярного транзистора ГТ323Б
Вступ
Мета даного курсового проекту:
- вивчити методики постановки задачі при проектуванні електричних принципових схем на напівпровідникових приладах,
- отримати навички поетапного комплексного схемотехнічного проектування електричних вузлів,
- отримати досвід використання сучасних інформаційних технологій і систем імітаційного моделювання.
Задача курсового проекту – розробити схему двухкаскадного підсилювача з безпосереднім зв'язком.
В даний час в техніці повсюдно використовуються різноманітні підсилювальні пристрої. У кожному радіоприймачі, в кожному телевізорі, в комп'ютері і верстаті з числовим програмним управлінням є підсилювальні каскади.
Активним елементом перших підсилювачів була електронна лампа. Такі підсилювачі були громіздкі, споживали багато енергії і швидко виходили з ладу. Тільки у середині минулого століття після довгих наполегливих пошуків і праць нарешті вдалося вперше створити підсилювальний напівпровідниковий прилад, заміняючий електронну лампу. Це важливе відкриття справило великий переворот в радіоелектроніці. Габарити транзисторних підсилювачів стали у декілька разів менше лампових, а споживана потужність - в десятки разів менше. До того ж значно збільшилася надійність.
Але науково-технічний прогрес на цьому не зупинився. З'явилася перша мікросхема. Зараз широко застосовуються підсилювачі, повністю зібрані на мікросхемах і мікрозборках. Практично єдина проблема на сьогодні - це відведення тепла. Оскільки могутні підсилювачі розсіюють велику кількість тепла, необхідно інтенсивно відводити це тепло, що не дозволяє зробити могутні підсилювачі мініатюрними.
Наступним етапом розвитку є технологія поверхневого монтажу кристалів. Вона забезпечує мініатюризацію радіоелектронної апаратури при зростанні її функціональної складності. Навісні компоненти набагато менші, ніж вмонтовані в отвори, що забезпечує вищу щільність монтажу і зменшує масогабаритні показники. Разом з цим для більшої мініатюризації застосовують мікрозборки і гібридні інтегральні схеми.
В даний час багато підсилювачів виконуються на друкарській платі. Застосування друкарської плати дало можливість, в порівнянні з об'ємними конструкціями, збільшити щільність монтажу, надійність, ремонтопридатність, зменшити масу конструкції, розкид параметрів і так далі.
У сучасній техніці широко використовується принцип управління енергією, що дозволяє за допомогою витрати невеликої кількості енергії управляти енергією, але у багато разів більшої. Форма як керованої, так і такої, що управляє енергії може бути будь-який: механічної, електричної, світлової, теплової і т.д.
Окремий випадок управління енергією, при якому процес управління являється плавним і однозначним і керована потужність перевищує ту, що управляє, носить назву посилення потужності або просто посилення; пристрій, здійснюючий таке управління, називають підсилювачем. Дуже широке застосування| в сучасній техніці мають підсилювачі, у яких енергія, що як управляє, так і керована, є електричною енергією. Такі підсилювачі називають підсилювачами електричних сигналів. Джерело електричної енергії, що управляє, від якого підсилюванні електричні коливання поступають на підсилювач, називають джерелом сигналу, а ланцюг підсилювача, в який ці коливання вводяться - вхідним ланцюгом або входом підсилювача. Джерело, від якого підсилювач одержує енергію, що перетворюється їм в посилені електричні коливання, називається основним джерелом живлення. Окрім нього, підсилювач може мати і інші джерела живлення, енергія яких не перетвориться в електричні коливання. Пристрій, що являється споживачем посилених електричних коливань, називають навантаженням підсилювача або просто навантаженням; ланцюг підсилювача, до якого підключається навантаження, називають вихідним ланцюгом або виходом підсилювача.
Підсилювачі електричних сигналів застосовуються в багатьох областях сучасної науки і техніки. Особливо широке застосування підсилювачі мають в радіозв'язку і радіомовленні, радіолокації, радіонавігації, радіопеленгації, телебаченні, звуковому кіно, дротяній телекомунікації, техніці радіовимірів, де вони являються основою побудови всієї апаратури. Окрім вказаних областей техніки, підсилювачі широко застосовуються в телемеханіці, автоматиці, рахунково-вирішальних і обчислювальних пристроях, медичної, музичної і в багатьох інших приладах.
1. Основні поняття
1.1 Загальні відомості про підсилювачі
Підсилювачі є одним з найпоширеніших електронних пристроїв, застосовуваних у системах автоматики і радіосхемах. Підсилювачі підрозділяються на підсилювачі попередні (підсилювачі напруги) і підсилювачі потужності. Попередні транзисторні підсилювачі, як і лампові, складаються з одного або декількох каскадів посилення. При цьому всі каскади підсилювача мають загальні властивості, розходження між ними може бути тільки кількісне: різні струми, напруги, різні значення резисторів, конденсаторів і т.п..
Для каскадів попереднього підсилювача найбільш поширені резистивные схеми (з реостатно-ємнісним зв'язком). У залежності від способу подачі вхідного сигналу й одержання вихідного сигналу підсилювальні схеми одержали наступні назви:
1) із загальною базою ЗБ (рис. 1, а);
2) із загальним колектором ЗК (эмиттерный повторювач) (рис. 1, б);
3) із загальним эмиттером - ЗЕ (рис. 1, в).
Рис. 1, а
Рис. 1, б
Рис. 1, в
Найбільш розповсюдженої є схема з ЗЕ. Схема з ЗБ у попередніх підсилювачах зустрічається рідко. Эмиттерный повторювач володіє найбільшим із усіх трьох схем вхідним і найменший вихідним опорами, тому його застосовують при роботі з високоомними перетворювачами як перший каскад підсилювача, а також для узгодження з низькоомним навантажувальним резистором. У табл. 1 дається зіставлення різних схем включення транзисторів.
Таблиця 1 – Параметри підсилювачів
| Параметри | з загальною базою (ЗБ) | із загальним эмиттером (ЗЕ) | із загальним колектором (ЗK) |
| Коефіцієнт підсилення по напрузі | 30-400 | 30-1000 | < 1 |
| Коефіцієнт підсилення по струму | < 1 | 10-200 | 10-200 |
| Коефіцієнт підсилення по потужності | 30-400 | 3000-30000 | 10-200 |
| Вхідний опір | 50-100 Ом | 200-2000 Ом | 10-500 кОм |
| Вихідний опір | 0,1-0,5 МОм | 30-70 кОм | 50-100 Ом |
1.2 Призначення елементів і принцип роботи підсилювального каскаду за схемою з ЗЕ
Існує безліч варіантів виконання схеми підсилювального каскаду на транзисторі ЗЕ. Це обумовлено головним чином особливостями завдання режиму спокою каскаду. Особливості підсилювальних каскадів,розглянемо на прикладі схеми рисунока 2, що одержала найбільше застосування при реалізації каскаду на дискретних компонентах. Основними елементами схеми є джерело живлення, керований елемент - транзистор і резистор. Ці елементи утворюють головний ланцюг підсилювального каскаду, у який за рахунок протікання керованого по ланцюгу бази колекторного струму створюється посилена змінна напруга на виході схеми. Інші елементи каскаду виконують допоміжну роль.
Конденсатор виключає шунтування вхідного ланцюга каскаду ланцюгом джерела вхідного сигналу по постійному струму, що дозволяє, по-перше, виключити протікання постійного струму через джерело вхідного сигналу по ланцюгу і, по-друге, забезпечити незалежність від внутрішнього опору цього джерела напруги на базі в режимі спокою. Функція конденсатора зводиться до пропускання в ланцюг навантаження змінної складової напруги і затримці постійної складової.
Рис.2
Резистори R1 і R2 використовуються для завдання режиму спокою каскаду. Оскільки біполярний транзистор керується струмом, струм спокою керованого елемента (в данному випадку струм
) створюється завданням відповідної величини струму бази спокою 
. Резистор 
призначений для створення ланцюга протікання струму . Разом з 
резистор забезпечує вихідна напруга на базі 
відносно ”+” джерела живлення.