Содержание:

стр.

1. Разработка УНЧ 3

2. Синтез преобразователя аналоговых сигналов на базе ОУ 16

3. Разработка комбинационного логического устройства 25

4. Разработка источника питания для УНЧ 31

5. Вывод по проекту 40

6. Список используемой литературы 41

Разработка унч

Исходные данные:

1. Параметры источника сигнала:

U_вх= -0.2…0.2 В

f_вх = 400 Гц

R_i = 1 Ом,

2. Сопротивление нагрузки: R_н = 500 Ом

3. Напряжение источника питания: U_п = -12В

4. Коэффициент усиления напряжения: K₀ = 10

5. Рабочий диапазон температур: -10°С…70°С

Значение сопротивления источника сигнала (R_i=1Ом) позволяет применить в качестве активного элемента УНЧ биполярный транзистор, а заданный коэффициент усиления напряжения позволяет выбрать схему с общим эмиттером. Для согласования УНЧ с низкоомной нагрузкой схема дополнена эмиттерным повторителем.

Модель схемы в среде OrCAD:

Расчёт элементов выбранной схемы:

Предположим, что транзистор находится в активном режиме.

Для обеспечения оптимального режима работы каскада потенциал коллектора примем равным половине напряжения питания: .

Выберем значение R_k=3kOм для обеспечения высокого коэффициента усиления.

Определим ток коллектора при выбранном R_k:

Определим крутизну:

Максимальный коэффициент усиления выбранной схемы:

Сопротивление r_бэ

Для этого воспользуемся входной ВАХ выбранного транзистора DH3469CD

Формула для коэффициента усиления:

_Откуда

_{Но для схемы возьмём с учётом потерь на выходе схемы с ОЭ}

_{Из ряда Е24 выберем 240 Ом}

Напряжение базы:

Ток базы:

Ток делителя:

Сопротивления делителя:

Из ряда Е24 выбираем 12 кОм

Из ряда Е12 выбираем 1,1 кОм

Входное и выходное сопротивления:

Схема с общим эмиттером

Эмиттерный повторитель

()

Проверка входного и выходного сопротивлений опытами короткого замыкания и холостого хода:

Для входного сопротивления ОЭ(опыт к.з.)

откуда

Для выходного сопротивления ОЭ(опыт х.х.)

откуда

Для входного сопротивления ЭП(опыт к.з.)

откуда

Для выходного сопротивления ЭП(опыт х.х.)

откуда

Значения рассчитанные и полученные моделированием примерно совпадают

Таким образом влияние входного и выходного сопротивлений на заданный коэффициент усиления:

Чтобы скомпенсировать это негативное влияние возьмём

А не 289Ом, тем самым увеличим исходный коэффициент усиления

Расчёт конденсаторов:

Из ряда Е24 выбираем 3 мкФ

Из ряда Е24 выбираем 8,2 мкФ

Определение КПД:

Коэффициент гармоник:

H – параметры транзистора DH3468CD:

Для этого воспользуемся входной и выходной ВАХ транзистора

=const

=const

=const

=const

Мощность рассеиваемая коллектором:

Нагрузочная прямая по постоянному току:

Режим по постоянному току:

Результаты моделирования в среде OrCAD:

Амплитудная характеристика

Температурный режим (-10,+25,+70)

Спектральный состав сигнала

ЛАЧХ

Замена транзистора:

На MPS6519

На Q2N3486