Министерство образования и науки, молодёжи и спорта украины донбасский государственный технический университет

Кафедра “Электронные системы”

Курсовая работа

по курсу “ ”

“Расчёт усилителя низкой частоты”

Вариант №11

Выполнил:

ст. гр. ЭС-

Проверил:

Бондаренко А.Ф.

Алчевск, 2012

РЕФЕРАТ

Курсовой проект: 49 с., 26 рисунков, 10 источников.

Объект расчета – усилитель низкой частоты.

Цель работы – рассчитать и исследовать усилитель низкой частоты согласно заданных параметров, используя реальные структурные элементы что выпускаются промышленностью. Результатом исследования является получение схемы усилителя низкой частоты и ее расчет, в соответствии с заданными параметрами. С помощью полученных в результате расчета параметров возможно собрать усилитель с параметрами максимально приближенных к заданным. Данный усилитель относится к классу АВ. Данный класс гармонично совмещает в себе преимущества классов А и В. Небольшое напряжение смещения чуть приоткрывает плечи усилителя - ровно настолько, чтобы пройти короткий участок нелинейности амплитудной характеристики активного элемента. Это радикально снижает искажения на малых уровнях сигнала при сохранении достаточно высокого к.п.д. (50% и выше). Сегодня многие модели усилителей мощности построены по топологии "АВ". Однако эта топология имеет ограничения по максимальному значению выходной мощности и повышенное тепловыделение.

Разработку усилителя можно разделить на несколько этапов: выбор схемы входного каскада и каскадов предварительного усиления, их расчет; выбор и расчет выходного каскада; выбор схемы что реализует регулировку усиления и защиту по току выходного каскада; расчет характеристик усилителя

усилитель, транзистор, конденсатор, коэффициент усиления, Линейные искажения

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение …………………………………………………………………….…….5

2. Аналитический обзор……………………………………………………….…….8

3. Разработка структурной схемы усилителя………………………………..........13

4. Разработка схемы электрической принципиальной усилителя………………15

4.1 Выбор входного каскада………………………………………………….........15

4.2 Выбор каскадов предварительного усиления………………………………...16

4.3 Выбор выходного каскада……………………………………………………..17

5 Электрический расчет …………………………………………………………...20

5.1 Предварительный расчет………………………………………………………20

5.2 Расчет динамических показателей усилителя без обратных связей………...33

5.3 Расчет цепи отрицательной обратной связи……………………………….…36

5.4 Расчет конденсаторов ……………………………………………………….…37

6 Анализ спроектированного усилителя ………………………………...............44

Заключение ………………………………………………………………………....47

Перечень ссылок ……………………………………………………………….…48

.

1 Введение

Цель данного курсового проекта – освоить методику расчета усилителей низкой частоты. Усилители низкой частоты наряду с электромагнитными, электромеханическими и электроакустическими преобразователями являются одними из наиболее ответственных звеньев, обеспечивающих согласование источников сигнала с преобразователями.

Электронным усилителем называется устройство, предназначенное для повышения мощности входного электрического сигнала до номинального значения, обеспечивающего нормальное функционирование всего узла, устройства или электронной схемы. При этом усиление маломощного входного сигнала достигается за счет энергии внешнего источника питания значительно большего уровня мощности.

Основными показателями усилителей служат величина мощности, напряжения, а также тока. Поэтому электронные усилители условно подразделяют на усилители напряжения, тока и мощности.

Усилитель напряжения обеспечивают на нагрузке заданную величину выходного напряжения. В таком режиме усилитель работает при выполнении условий R_вх >>R_н и R_н >>R_вых , что обеспечивает относительно большие изменения напряжения на нагрузке при небольших изменениях токов во входной и выходной цепях. В режиме усиления тока необходимо выполнение условий R_вх << R_н и R_н<<R_вых , при которых обеспечивается протекание тока заданной величины в выходной цепи при малых значениях напряжения. Для усилителя мощности условия согласования входной цепи с источником входного сигнала и выходной цепи с нагрузкой для передачи максимальной мощности имеют вид: R_вх ≈ R_н и R_н ≈ R_вых .

По характеру изменения во времени входного сигнала различают усилители постоянного и переменного токов. Для усилителей постоянного тока характерно наличие усиления при нижней частоте f_н = 0. В свою очередь усилители переменного тока подразделяются на усилители низкой и высокой частоты. Верхняя частота f_в низкочастотных усилителей ограничивается десятками килогерц.

Структура усилителя существенным образом определяется полосой частот рабочего диапазона. По этому признаку усилители делятся на избирательные, для которых отношение f_в/f_н <1,1 (усиление происходит в весьма узком диапазоне частот), и широкополосные усилители с f_в/f_н, достигающем 1000 и более. Избирательные усилители могут использоваться в качестве частотных фильтров для выделения требуемого диапазона частот. Широкополосное усилители находят применение в устройствах телевидения, связи и радиолокации, а также в устройствах автоматики и вычислительной техники.

В зависимости от формы усиливаемых сигналов различают усилители гармонических (синусоидальных) и импульсных сигналов. Поскольку импульсные сигналы, например, прямоугольной формы, содержат весьма широкий спектр частот, импульсные усилители относят к классу широкополосных.

Если усиления одного усилительного элемента недостаточно, то в качестве нагрузки используется входная цепь второго усилительного элемента, выход которого подключается к входу третьего элемента и т.д. Такой усилитель, содержащий несколько ступеней усиления, называется многокаскадным. Таким образом, по структуре различают однокаскадные и многокаскадные усилители, а по способу связи между каскадами – усилители с емкостной, трансформаторной и непосредственной (гальванической) связью. Трансформаторная связь используется в настоящее время лишь в оконечных каскадах усиления мощности для согласования усилителя с нагрузкой.

Наиболее важное место в усилительной технике занимают операционные усилители в интегральном исполнении, которые одновременно удовлетворяют многим перечисленным выше признакам. Такие усилители являются в большинстве случаев усилителями напряжения и применяются для усиления сигналов как постоянного, так и переменного токов в широком диапазоне частот.