Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсовий проект 2011.doc
Скачиваний:
12
Добавлен:
27.02.2016
Размер:
837.63 Кб
Скачать

22

Харківський національний технічний університет сільського господарства ім. Петра Василенка

Кафедра: «технотроніки і теоретичної електротехніки»

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

З дисципліни: Основи електроніки

На тему: Розрахунок попереднього підсилювача низької частоти

Виконав студент 31-E групи

Максимов М.О.

______________________

Перевірив _______ 2012 р.

проф. Черенков О. Д.

ст. викл. Горпинченко В. Г.

––––––––––––––––––––––

Харків – 2012

ЗМІСТ

1. ЗМІСТ………………………………………………………………………...…2

2.ВСТУП………………………………………………………………………...…3

3.ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ…………………………….…………………...…4

4.РОЗРАХУНОК ПІДСИЛЮВАЧА НИЗЬКОЇ ЧАСТОТИ ЗА ПОСТІЙНИМ СТРУМОМ……………………………………………………………………….7

5. РОЗРАХУНОК ПІДСИЛЮВАЧА ПРИ ПОДАЧІ НА ВХІД СИГНАЛУ ЗМІННОЇ ЧАСТОТИ………………………………………………...………….13

6. ВИСНОВОК…………………………………………………………………..20

ДОДАТОК А………………………………………………………………21

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ…………………………………..22

Вступ

Підсилювачі НЧ широко використовуються в різних електро - радіотехнічних пристроях: вимірювальних електротехнічних пристроях; для підсилення сигналів для роботи виконавчих елементів систем автоматики; в побутовій техніці; в приймально-передавальних приладах радіотехнічних систем зв'язку; в провідних системах електрозв'язку, тощо. Основними технічними параметрами підсилювачів НЧ є : коефіцієнти підсилення (по напрузі, струму і потужності), вхідний і вихідний опір, вихідна потужність, коефіцієнт корисної дії, нормальна вхідна напруга (чутливість), діапазон підсилюючих частот, динамічний діапазон амплітуд та рівень власних перешкод, а також показники, які характеризують нелінійні, частотні і фазові викривлення сигналів в підсилювачах.

Теоретичні відомості

Коефіцієнтом підсилення по напрузі називається величина, яка показує, у скільки раз напруга сигналу на виході підсилювача більше, ніж на його вході.

Вхідний опір підсилювача являє собою опір між вхідними клемами підсилювача, а вихідний опір визначається між вихідними клемами підсилювача при відключеному опорі навантаження.

Номінальною вхідною напругою називається напруга, яку необхідно підвести до входу підсилювача, щоб отримати на виході задану потужність.

Діапазоном підсилюючих частот, чи смугою пропускання підсилювача, називається та область частот, в якій коефіцієнт підсилення змінюється не більше, чим це допускають технічні умови.

При підсиленні електричних сигналів можуть виникнути нелінійні, частотні і фазові викривлення.

Нелінійні викривлення являють собою зміну форми підсилюючих коливань, яке викликане нелінійними властивостями кола, через яке коливання проходить. Основною причиною нелінійних викривлень в підсилювачах є не лінійність характеристик підсилюючих елементів, а також характеристик намагнічування трансформаторів чи дроселя з осердям.

Частотними називаються викривлення, що обумовлені зміною величини коефіцієнту підсилення на різних частотах. Причиною частотних викривлень являється наявність в схемах підсилювача реактивних елементів - конденсаторів, котушок індуктивності, між електродних ємностей підсилюючих елементів, ємності монтажу і ін.

Характерною особливістю сучасних транзисторних підсилювачів НЧ є широкий вибір схем, за якими вони можуть бути побудовані. Але серед них необхідно виділити найбільш типові схеми, які містять елементи і кола, що частіше за все зустрічаються підсилювачах.

Транзистор можна вмикати в підсилюючий каскад трьома способами: за схемою з спільною базою, з спільним емітером і спільним колектором.

Основним недоліком схеми з спільною базою є низький вхідний опір каскаду.

Основною особливістю схеми зі спільним емітером є те, що вхідним струмом в ній виступає малий по величині струм бази. Тому вхідний опір каскаду зі спільним емітером вище, ніж вхідний опір каскаду зі спільною базою. Вхідний опір в схемі зі СЕ також достатньо великий (декілька кОм).

Це дозволяє в багато каскадному підсилювачі обійтися без спільних пристроїв між каскадами. Тому схема з СЕ являється найбільш розповсюдженою.

Вхідний опір схеми з спільним колектором дуже великий (десятки і сотні кОм), а вхідний, навпаки, малий і складає лише десятки або сотні Ом. Тому каскад з СК не дає підсилювати сигнал по напрузі і має порівняно невеликий коефіцієнт підсилення по потужності. Дана схема застосовується в основному для зрівняння опорів між окремими каскадами підсилювача чи між виходом підсилювача і низькоомним навантаженням. Каскад з СК обґрунтовано також використовувати на вході підсилювача в таких випадках, коли вхідний опір каскаду з СЕ являється недостатнім для зрівнювання підсилювача з джерелом вхідного сигналу.

Дані до курсового проекту і аналіз даного транзистора вказують на те, що підсилювач в попереднім, резистивним, з низькою вихідною напругою сигналу. Аналіз можливих варіантів схемного виконання такого підсилювача вказує на те, що найбільш с прийнятною є схема з спільним (загальним) емітером.

Суть емітерної стабілізації робочої точки полягає в тому, що в залежності від температури робоча точка на навантажувальній прямій перемістилася в якесь верхнє положення. Це привело до того, що величина струму колектора збільшилась. Збільшення струму колектор Ік привело, в свою чергу, до збільшення спаду напруги на опорі в колі емітера RЕ . Це в свою чергу приводить до зменшення напруги UБЕ . Даний процес можна відобразити рівняннями на основі II закону Кіргофа. Зменшення напруги Uбе приводить до того, що величина струму колектора Ік повертається до свого вихідного положення. Напруга на опорі RЕ являється напругою від'ємною зворотнього зв'язку по постійному струмі. Для відведення змінної складової струму емітера від опору в колі емітера RЕ опір RЕ шунтується конденсатором великої ємності.

В цьому й полягає суть емітерної стабілізації робочої точки.

В практичних схемах транзисторних підсилюючих каскадів є ряд додаткових елементів.

В даній схемі резистори R1 та R2 , які підключені до джерела живлення Ек, складають подільник дільник напруги. Напруга, що знімається з резисторів R1 і R2, використовується для живлення емітерного та колекторного р-n - переходів транзистора.

Стабілізація режиму роботи транзистора здійснюється за рахунок введення в коло емітера резистора RЕ. Спад напруги на резисторі, пропорційний струму емітера, являється зворотнім для переходу емітер - база. Тим самим в схемі установлюється від’ємний зворотній зв'язок по постійному струмі, який автоматично стабілізує режим роботи каскаду при зміні параметрів транзистора. Для усунення від'ємного зворотнього зв'язку по змінному струмі, який зменшує коефіцієнт підсилення каскаду, по напрузі, резистор RЕ, шунтується конденсатором СЕ, досить великої ємності.

Конденсатори СР1, і СР2 - роздільні. Крім цього в схему також ввімкнений опір навантаження Rн, і внутрішній опір джерела сигналу

Підсилювач можна розглядати як активний чотириполюсник, до вхідних клем якого підключається джерело підсилюючого сигналу, а до вихідних - опір навантаження. На даній схемі джерело вхідного сигналу у вигляді генератора напруги з е.р.с, ег, який має внутрішній опір Rг. Зі сторони виходу підсилювач представлений в вигляді опору навантаження. Підсилювач одночасно являється навантаженням для джерела сигналу і джерелом сигналу для внутрішнього навантаження Rн , причому навантаженням підсилювача може бути не тільки кінцевий пристрій, (споживач), але вхід наступного каскаду підсилення.