Міністерство освіти і науки України

Національний університет Львівська політехніка

Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки

Курсова робота

з дисципліни Аналогові електронні пристрої

на тему:Підсилювач низької частоти

Виконав:

ст. гр. РТ – 31

Дідик Ігор

Перевірив:

Мінзюк В.В.

Львів 2014

Зміст

Перелік основних умовних позначень, символів, одиниць, скорочень і термінів…………………………………………………………………………….3

Технічнезавдання…………………………………………………………………6

Вступ……………………………………………………………………………….7

1.РОЗРАХУНОК СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ПІДСИЛЮВАЧА.

1.1. Розрахунокнапругиживлення………………………………………………8

1.2. Вибіркількостікаскадів……………………………………………………..8

2.РОЗРАХУНОК КАСКАДІВ.

2.1.Розрахунок вихідногоемітерногоповторювача ……………………………9

2.2.Розрахунок схемизіспільнимемітером…………………………………...15

2.3.Розрахунок схемизіспільнимемітером……………………………………..

2.4.Розрахунок схемизіспільнимемітером…………………………………......

2.5.Розрахунок нестабільностіположенняробочої точки………………...……

3.Перелік елементів………………………………………………………………...

4.Схема електрично-принциповапідсилювача НЧ………………………………

Висновки……………………………………………………………………………

Списоклітератури………………………………………………………………….

Перелік основних умовних позначень, символів, одиниць, скорочень і термінів

АЧХ –амплітудно-частотна характеристика;

БТ – біполярний транзистор;

ВЗЗ – від’ємний зворотний зв’язок;

ВП – витіковий повторював;

ДК – диференційний каскад;

ЕП – емітерний повторював;

ОП – операційний підсилювач;

ПНЧ – підсилювач низької частоти;

ПТ – польовий транзистор;

СБ – спільна база;

СВ – спільний витік;

СЕ – спільний емітер;

СЗ – спільний заслін;

СС – спільний стік;

ТК – температурний коефіцієнт;

С_ВХ – вхідна ємність каскаду;

С_Е – ємністьемітерного переходу;

С_К– ємність колекторного переходу;

С_М – ємність монтажу;

С_Н – ємність навантаження;

Е_Б – напруга на базі транзистора відносно загальної шини;

Е_Е – напруга на емітері транзистора відносно загальної шини;

Е_Ж – напруга живлення;

Е_К – напруга на колекторі транзистора відносно загальної шини;

F_В – верхня гранична частота підсилення підсилювача;

F_ГР – гранична частота підсилення транзистора;

F_Н – нижня гранична частота підсилення підсилювача;

h_11Е – вхідний опір транзистора, ввімкненого за схемою зі спільним емітером;

h_21Е – коефіцієнт підсилення транзистора за струмом;

І_Б0 – струм бази біполярного транзистора в статичному режимі;

І_КБ0 – зворотний струм переходу база-колектор біполярного транзистора;

І_КД – максимально допустимий струм колектора біполярного транзистора;

І_К0 – струм колектора біполярного транзистора в статичному режимі;

І_C0– струм стоку польового транзистора в статичному режимі;

М_В – допустимі частотні спотворення на верхній граничній частоті у відносних одиницях;

М_ВДБ– допустимі частотні спотворення на верхній граничній частоті у децибелах;

М_Н – допустимі частотні спотворення на нижній граничній частоті у відносних одиницях;

М_НДБ – допустимі частотні спотворення на нижній граничній частоті у децибелах;

Р_К – потужність, яка розсіюється на колекторі біполярного транзистора;

Р_КД – максимально допустима потужність, яка розсіюється на колекторі транзистора;

Р₀– потужність, яка споживається від джерела живлення;

R_ДЖ – внутрішній опір джерела сигналу;

R_ВИХ– вихідний опір каскаду;

R_ВХ– вхідний опір каскаду;

R_Н – опір зовнішнього навантаження;

U_БЕО – напруга між базою та емітером в статичному режимі;

U_ВИХ – амплітуда напруги вихідного сигналу;

U_ВХ – амплітуда напруги вхідного сигналу;

U_ДЖ – амплітуда напруги джерела сигналу;

U_КЕ0 – напруга між колектором та емітером в статичному режимі;

U_КД – максимально допустима напруга переходу колектор - емітер біполярного транзистора;

U_КН – напруга між колектором та емітером в режимі насичення;

U_Н – напруга сигналу на навантаженні;

А – ампер;

В – вольт;

Гц – герц;

КГц – кілогерц, 1 КГц = 10³ Гц;

КОм – кілоом, 1 КОм = 10³ Ом;

мА – міліампер, 1 мА = 10^-3 А;

мВ – мілівольт, 1 мВ = 10^-3 В;

мкА – мікроампер, 1 мкА = 10^-6 А;

мкВ – мікровольт, 1 мкВ = 10^-6 В;

мкФ – мікрофарада, 1 мкФ = 10^-6 Ф;

МГц – мегагерц, 1 МГц = 10⁶ Гц;

МОм – мегаом, 1 МОм = 10⁶ Ом;

нФ – нанофарада, 1 нФ = 10^-9 Ф;

пФ – пікофарада, 1 пФ = 10^-12 Ф;

Ф – фарада;

 - коефіцієнт підсилення транзистора за струмом в схемі зі спільною базою;

 - коефіцієнтпередачі сигналу в петлізворотногозв’язку;

 - стала часу зворотногозв’язку транзистора.

Вступ

Аналогові електронні пристрої широко застосовується практично у всіх сферах науки і техніки, тому нам необхідні знання з основ схемотехніки. Багато задач вимірів, управління, що з’являються в різних областях техніки, можуть бути успішно вирішені фахівцем знайомим з основами електроніки. У наш час в техніці широко використовуються різні підсилювачі пристроїв. Підсилювачі скрізь оточують нас. В кожному радіоприймачі, телевізорі, комп’ютері, станку з числовими програмними управлінням є підсилюючі каскади. В залежності від типу підсилюючого параметра підсилюючі пристрої розподіляють на підсилювачі струму, напруги та потужності. В даній курсовій роботі вирішується задача проектування підсилювача низької частоти (ПНЧ).

Об’єктом дослідження даної роботи є підсилювач.

Предметом дослідження – ПНЧ.

Метою курсової роботи є розрахунок параметрів елементів ПНЧ.

Відповідно до мети були поставлені наступні завдання:

• аналіз технічного завдання;

• виконати попередній розрахунок ПНЧ;

• розрахувати каскади ПНЧ;

Шляхом вимірювань та обчислень результаті курсової роботи необхідно визначити номінальні значення елементів ПНЧ, методом аналізу і синтезу виявити кількість каскадів в ПНЧ та розглянути кожен з них окремо, за допомогою розрахунків та дедукції обрати елементи ПНЧ.

Шляхом моделювання зобразити структурну та електричну схему ПНЧ, використовуючи аксіоматичний метод , гіпотези та припущення, а також за допомогою системного підходу і систематизації пояснити отримані результати в курсовій роботі.

Технічне завдання

Метою даної курсової роботи є проектування і розрахунок підсилювача низької частоти (ПНЧ) на дискретних елементах та на ОП. Призначення ПНЧ полягає в отриманні на заданому опорі кінцевого навантажувального пристрою необхідної потужності сигналу, що підсилюється.

Вихідні дані для розрахунку наступні:

Вихідна напруга джерела сигналу – Uдж=4,5мВ

Напруга на навантаженні – Uн=12 В

Вихідний опір джерела сигналу – Rдж=260кОм

Нижня частота сигналу – fн=20 Гц

Верхня частота сигналу – fв=130 кГц

Опір навантаження – Rн=65 Ом

Ємність навантаження – Сн=50 пФ

Температурний діапазон – +10…+55 °С

Допустимі частотні спотворення на нижній граничній частоті – Мн=3 Дб

Допустимі частотні спотворення на верхній граничній частоті – Мв=3 Дб

В якості елементної бази вибираємо активні елементи транзистори(біполярні та польові), а також резистори і конденсатори.

Оскільки джерело вхідного сигналу розвиває дуже низьку напругу, то подавати сигнал безпосередньо на каскад підсилення потужності не має сенсу, оскільки при такій слабкій керуючій напрузі неможливо отримати значної зміни вихідного струму, а отже і вихідної потужності. Тому до складу структурної схеми ПНЧ, крім вихідного каскаду, який віддає необхідну потужність корисного сигналу в навантаження, необхідно ввести каскади попереднього підсилення.