Задание

Рассчитать и спроектировать усилитель низкой частоты с бестрансформаторным входом по заданным параметрам.

1. Выходная мощность, Вт P_вых=5

2. Частотный диапазон, Гц f1=20, f2=20000

3. Коэффициент нелинейных искажений, дБ M_н=1

4. Коэффициент полезного действия, % η=45

5. Амплитудное значение входного напряжения, мВ U_вх=5

6. Сопротивление источника сигнала, Ом R_Г=50

7. Сопротивление нагрузки, Ом R_н=8

Введение

В различных областях науки применяются устройства передачи различных видов информации с помощью электрических сигналов. При этом возникает потребность таким образом преобразовать сигнал, чтобы его можно было проанализировать с помощью приборов или чтобы его мощность была требуемой величины. Поэтому наиболее распространённым электронным устройством является усилитель электрических сигналов. Внутри него, по определению: "осуществляется процесс непрерывного управления энергией источника питания с помощью небольшой энергии источника сигнала, то есть энергия источника питания преобразуется в энергию усиливаемого сигнала".

Усилители электрических сигналов классифицируются по ряду различных признаков: характеру усиливаемых сигналов, диапазону частот, назначению, электрическим характеристикам усиливаемого сигнала, типу усилительных (активных) элементов.

По характеру усиливаемых сигналов усилители разделяют на две группы: усилители гармонических и усилители импульсных сигналов. К усилителям гармонических сигналов относятся микрофонные. магнитофонные, радиовещательные, медицинского назначения, электроприводов и др. К импульсным усилителям относятся усилители телеграфных, радиолокационных сигналов, видео усилители, усилители цифровых кодов и т.д.

Существует несколько общих требований к усилительным устройствам:

- Форма усиленного сигнала в цепи нагрузки должна совпадать с формой поданного на вход электрического сигнала. В противном случае произойдет искажение формы сигнала на выходе усилителя, что приведет к искажению звука.

- Коэффициент полезного действия должен быть максимально возможным. Это необходимо для того, чтобы преобразование энергии источника постоянного тока в энергию переменного тока происходило при наименьших допустимых затратах энергии источника постоянного тока

- Работоспособность устройства при достаточно высоких температурах, что актуально при нормальной эксплуатации усилителя. Причиной повышения температуры может быть, к примеру, попадание прямых солнечных лучей. Чтобы избежать проблем и поломок используют независимые системы стабилизации.

Существуют однокаскадные и многокаскадные усилители. Прибегают к использованию многокаскадных усилителей в случаях, когда однокаскадные не удовлетворяют по тем или иным причинам: недостаток усиления, большие нелинейные искажения, низкая нагрузочная способность.

Кроме того, многокаскадные усилители предназначены для получения больших значений КПД. А также число каскадов зависит от того, какое усиление может дать каждый каскад.

Существует вариант структурного построения на базе операционного усилителя, реализующего функцию усиления напряжения, и выходных транзисторных каскадов, обеспечивающих получение заданной мощности в нагрузки. Этот вариант хорош тем, что позволяет применять ОУ в составе электрических усилительных схем для коррекции фазовых, частотных н других искажений, создаваемых каждым отдельно взятым дискретным элементом, а также сокращает временные затраты на проектирование и расчет усилителя, построенного полностью на дискретных элементах.