- •Курсовая работа
- •Содержание
- •1. Обзор существующих схемотехнических решений построения усилителя звуковой частоты.
- •1.1. Однотактный усилитель звуковой частоты с трансформаторным выходом, особенности его работы.
- •1.2 Двухтактный усилитель звуковой частоты с трансформаторной связью.
- •1.3 Двухтактные усилители звуковой частоты с бестрансформаторной связью.
- •2. Разработка принципиальной схемы усилителя звуковой частоты с однотактным трансформаторным оконечным каскадом.
- •2.1. Описание структурной схемы усилителя.
- •2.2. Описание принципиальной схемы усилителя.
- •3. Расчет принципиальной схемы усилителя звуковой частоты.
- •3.1. Предварительный расчет усилителя.
- •3.2. Расчет оконечного каскада усилителя.
- •4. Задаемся падением напряжения на резисторе r11 цепи термостабилизации:
- •11. Определяем входную мощность, необходимую для возбуждения выходного каскада - мощность, которую должен развивать предоконечный каскад: .
- •3.3. Расчет предварительного каскада.
- •3.4. Расчет входного каскада.
- •Заключение.
- •Список литературы.
- •Приложение
3.4. Расчет входного каскада.
Принципиальная схема входного каскада усилителя, включенного по схеме с общим коллектором, представлена на рис.2.2.
Исходные данные: диапазон частот , допустимые значения коэффициента частотных искажений, тип источника сигнала – микрофон конденсаторный, амплитудное значение входного напряженияUвхm=0,5мВ, сопротивление источника сигнала Rи=2кОм, сопротивление нагрузки входного каскада .
1. Расчет данного каскада можно проводить аналогично расчету каскада с общим эмиттером, т.к. . В целях однородности выбираем для работы в схеме входного каскада транзистор с такими же параметрами, что и в схеме последующего (П29).
2. Определяем величину тока покоя в цепи коллектора по формуле:
.
3. Определяем сопротивление резистора R3 по формуле:
.
Выбираем сопротивление резистора 6,2 кОм.
Мощность, рассеиваемая на резисторе R3, равна:
.
4. Находим напряжение между коллектором и эмиттером транзистора в режиме покоя:
.
5. В семействе выходных статических характеристик выбранного транзистора (рис. 3.6.), включенного по схеме с общим эмиттером, отмечаем положение рабочей точки с координатами Uкэр и Iкр. Найденному положению рабочей точки соответствует ток базы Iбр. Полученное значение тока базы позволяет определить положение рабочей точки P на входной характеристике транзистора, снятой при Uкэ0 (рис. 3.7.), напряжение покоя участка база-эмиттерUбэp и входное сопротивление по переменному току транзистора рассчитываемого каскада Rвх.
Для нахождения необходимо провести касательную к точке покоя P и найти отношение MK/KP:
.
Рис.3.6. Выходные характеристики транзистора П29
Рис.3.7. Входные характеристики транзистора П29
8. Определяем элементы делителя напряжения в цепи базы R1 и R2. Принимаем падение напряжения на сопротивлении R2 фильтра:
Выбираем ток в цепи делителя из условия:
.
Определяем значения сопротивлений резисторов R1 и R2 по формулам:
;
.
Выбираем сопротивление резисторов R1=30000 Ом, R2=5600 Ом.
Определяем рассеиваемую мощность на резисторах R1 и R2 по формулам:
;
.
9. Находим амплитудное значение тока на входе каскада:
.
10. Определяем коэффициент усиления каскада по напряжению на средних частотах по формуле:
где - входное сопротивление рассчитываемого каскада,- эквивалентное выходное сопротивление каскада, определяемое по формуле:
.
11. Находим минимальное значение коэффициента усиления каскада по мощности:
или дБ.
12. Емкость конденсаторов С1 и С2 находим по формуле:
.
Возьмем емкость, равную 4,3 мкФ.
.
Возьмем емкость, равную 3,6 мкФ.
Заключение.
В данной курсовой работе проведен анализ существующих схемотехнических решений построения усилителей звуковой частоты и расчет указанного в задании варианта построения усилителя. Расчет показал, что поскольку мощность, которую необходимо получить на нагрузке, невелика, то лучше всего использовать однотактный каскад с трансформаторной связью, это увеличит усиление по напряжению и по току. Используя данный каскад, можно добиться оптимального согласования с нагрузкой.
Выходные каскады с трансформаторным выходом широко используются в современных транзисторных усилителях, и, несмотря на свои недостатки (большие габариты и массу, вносят нелинейные искажения в выходной сигнал), имеют преимущества перед бестрансформаторными каскадами – большая выходная мощность, а также большой коэффициент усиления по мощности. С помощью трансформатора осуществляется трансформация сопротивления нагрузки, достигается в необходимых случаях согласование по сигналу или по отношению сигнал/помеха.
Основные трудности, возникшие в процессе расчета, были связаны с выбором транзисторов и соответствующих им вольтамперных характеристик.
Из вышесказанного можно сделать вывод о целесообразности применения данного усилителя, вследствие его хорошей согласованности с нагрузкой, небольшого числа элементов и простотой изготовления.