Министерство Российской Федерации

по связи и информатизации Сибирский государственный университет Телекоммуникации и информатики

Курсовой проект

По дисциплине «Основы схемотехники»

Тема:

«Проектирование бестрансформаторного усилителя звуковых частот»

Вариант 4

Выполнил: Скавитин С.С.

Проверил: Травин Г. А.

Новосибирск 2012

Содержание

1.Техническое задание………………………………………………………...…3

2. Выбор схемы и её обоснование………………………………………………4

3.Расчёт схемы усилителя……………………………………………………….6

3.1 Расчёт выходного двухтактного бестрансформаторного каскада на комплементарных транзисторах в режиме «В»…………………...6

3.2. Расчёт предвыходного однотактного каскада в режиме

«А» с резисторной связью с выходным каскадом…………………………….9

3.3. Расчёт элементов схемы смещения и стабилизации

выходного и предвыходного каскадов…………………………………………12

3.4. Расчёт требуемой глубины общей отрицательной обратной

связи УМЗЧ для обеспечения заданного коэффициента гармоник…………..13

3.5. Расчёт коэффициентов частотных искажений с учётом общей отрицательной обратной связи УМЗЧ………………………………………….13

3.6. Расчёт цепей общей отрицательной обратной связи в

двухкаскадном УМЗЧ…………………………………………………………...15

3.7.Расчёт необходимого усиления и количества предварительных

каскадов бестрансформаторных усилителей звуковых частот……………….17

3.8. Расчёт схемы предварительного каскада бестрансформаторного усилителя звуковых частот……………………………………………………...19

3.9. Расчёт ёмкостей переходных конденсаторов С_р.вых. и С_р.вх. и блокировочного конденсатора………………………………………………….24

Заключение…………………………………………………………………….....29

Список используемой литературы……………………………………………...30

1.Техническое задание:

1. Выходная мощность (мощность в нагрузке) Вт	Р~вых	6
2. Сопротивление нагрузки Ом	RН	4
3. Нижняя рабочая частота Гц	fН	30
4. Верхняя рабочая частота кГц	fв	14
5. Внутреннее сопротивление источника сигнала кОм	Rист.	1
6. Коэффициент сброса нагрузки (нестабильность напряжения на выходе) раз	Н	1,06
7. Коэффициент гармоник доп. %	КГ	-

для всех вариантов:

1. допустимые частотные искажения на нижних и верхних частотах Мн=Мв≤3дБ (Мн≤Мв1,41);

2. Температура окружающей среды Тс. мин.=+10⁰С, Тс. макс=+30⁰С;

3. Амплитуда ЭДС источника сигнала Еm.ист.=1 В.

2. Выбор схемы и её обоснование.

Для получения на выходе УМЗЧ заданной мощности сигнала Р_~вых при небольшом КПД в качестве выходного каскада обычно используется двухтактный каскад в экономичном режиме «В» с параллельным управлением. Предвыходной каскад бестрансформаторного усилителя звуковых частот обычно выполняют однотактными в режиме «А» по схемам с ОЭ и ОК с эмиттерной, коллекторной или комбинированной стабилизацией и с гальванической каскадной связью.

Наиболее широко применяются варианты выходных двухтактных бестрансформаторных каскадов, в плечи которых включаются комплементарные транзисторы, т.е. транзисторы различной структуры(p-n-p и n-p-n) с идентичными параметрами. Использование таких транзисторов позволяет объединить входные цепи плечей, так как сигнал, открывающий транзистор p-n-p, будет закрывать транзистор n-p-n и наоборот. Основным достоинством такого варианта является возможность использования в качестве предвыходного каскада обычного однотактного резисторного каскада с гальванической связью с выходным каскадом. Это уменьшает количество элементов усилителя и улучшает его частотную и фазовую характеристику. На (рис.1) представлена схема двухтактного выходного и однотактного предвыходного каскадов усилителя звуковых частот с комплементарными транзисторами в выходном каскаде и одним источником питания. Такую схему применяют обычно при сравнительно небольшой выходной мощности.

Рисунок 1.

Транзисторы VT2 и VT3 выходного двухтактного каскада включены последовательно по постоянному току. По переменному току (по сигналу) каждый из транзисторов VT2 и VT3 включен по схеме с общим коллектором (ОК), носящим название эмиттерного повторителя. К предвыходному однотактному каскаду на транзисторе VT1, включённому по схеме с общим эмиттером (ОЭ) и работающему в режиме «А», подводится питающее напряжение Е_в.. Связь транзистора VT1 предвыходного каскада с транзисторами VT2 и VT3 выходного каскада – резисторная: в схему связи входит резистор R_К1. в коллекторной цепи транзистора VT1.

Делитель R_Б1R₁ подключается к транзистору VT3. Для получения смещения на базе транзистора VT1 используется напряжение питания U_ко3 транзистора VT3. При этом одновременно с подачей смещения в схеме возникает общая отрицательная обратная связь, параллельная по способу снятия с выхода и по способу подачи на вход схемы, это означает, что она будет по напряжению, причём по постоянному напряжению и по переменному напряжению (по сигналу).

Отрицательная обратная связь по постоянному напряжению будет стабилизировать величину питающего напряжения U_ко3 на транзисторе VT3 (и, следовательно, U_ко2 на транзисторе VT2, поскольку он включен последовательно с VT3 по питанию).

Отрицательная обратная связь по переменному напряжению (по сигналу) будет уменьшать нелинейные, частотные и фазовые искажения и повышать стабильность коэффициента усиления схемы.

Нагрузка R_н. включена через разделительный конденсатор С_р.вых.. Этот конденсатор выполняет роль разделителя нагрузки R_н. и выходных транзисторов VT2 и VT3 по постоянному току и связи их попеременному току. Конденсатор С_р.вых, заряжаясь при включении схемы до напряжения 0.5Е_в., выполняет роль источника питания транзистора VT3 в те полупериоды сигнала, когда VT3 отпирается, а VT2 запирается, прерывая подачу питания на VT3 от выпрямителя.

С помощью терморезистора R_т. получается напряжение смещения для транзисторов VT2 и VT3 выходного каскада и осуществляется температурная стабилизация коллекторных токов покоя этих транзисторов. В целях облегчения установления необходимого режима термостабилизации параллельно терморезистору R_т. подключается сопротивление шунта R_ш. определённой величины. Для стабилизации коллекторного тока покоя i_ко1 транзистора применяется эмиттерная стабилизация с помощью резистора R_Э1., т.к. с его помощью получается отрицательная обратная связь по постоянному току.