Курсовой - Усилитель низкой частоты

Федеральное Агентство по Образованию РФ

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Кафедра технической кибернетики

Утверждаю

Зав. Каф.

" " 2006г

Усилитель низкой частоты

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Курсовая работа по дисциплине "Электроника"

Выполнила студентка 2 курса

группы Т28-223

Курагина Н. В.

Дата выполнения:

Руководитель: Сафинов Ш. С.

Оценка:

Уфа 2006

Содержание

1. Введение…………………………………………………………..……….3

2. Техническое задание………………………………………………..…….4

3. Расчет усилителя низкой частоты

3.1 Функциональная схема усилителя частоты…….…………………5

4. Расчетная часть

4.1 Расчет первого каскада…………………………..…………….……..6

4.2 Расчет второго каскада……………………………………………….8

5. Заключение……………………………………………………………..…10

6. Список использованной литературы…………….…………………..…..11

7. Приложения

А. Принципиальная схема……………………….………………………12

В. Спецификация……………………………………………………….. 13

1. Введение

Электроника широко внедряется практически во все отрасли науки и техники, поэтому знание основ электроники необходимо всем инженерам. Особенно важно представлять возможности современной электроники для решения научных и технических задач в той или иной области. Многие задачи измерения, управления, интенсификации технологических процессов, возникающие в различных областях техники, могут быть успешно решены специалистом, знакомым с основами электроники.

В настоящее время в технике повсеместно используются разнообразные усилительные устройства. Куда мы не посмотрим - усилители повсюду окружают нас. В каждом радиоприёмнике, в каждом телевизоре, в компьютере и станке с числовым программным управлением есть усилительные каскады. Эти устройства, воистину, являются грандиозными изобретениями человечества.

В зависимости от типа усиливаемого параметра усилительные устройства делятся на усилители тока, напряжения и мощности.

В данном курсовом проекте решается задача проектирования усилителя низкой частоты. Используется типовая схема двухкаскадного усилителя частоты, с усилением мощности на выходе второго каскада. В целях повышения входного сопротивления спроектирован предварительный каскад, выполненный на операционном усилителе (ОУ).

В задачу входит расчет основных параметров усилителя низкой частоты, а также выбор электронных компонентов схемы, входящих в состав.

Выбор активных и пассивных элементов является важным этапом в обеспечении высокой надежности и устойчивости работы схемы. Оптимизация выбора составных компонентов состоит в том, что при проектировании следует использовать такие элементы, чтобы их параметры обеспечивали максимальную эффективность устройства по заданным характеристикам.

2. Техническое задание

Разработать усилитель низкой частоты с параметрами:

= 20 Гц;

_{IH= 0,2 A;}

_{Rвх= 70 кОм;}

K_u= 5000;

3. Расчет усилителя низкой частоты

3.1 Функциональная схема усилителя частоты

Усилитель частоты обычно состоит из нескольких каскадов: предварительного (или входного) – 1; конечного – 2.

Предварительный каскад предназначен для повышения входного сопротивления усилителя низкой частоты, а также усиления входного сигнала по напряжению. Этот каскад выполняют обычно на ОУ или на полевых транзисторах. Будем выполнять этот каскад и на операционном усилителе.

Последующие каскады предназначены для усиления сигнала. Второй каскад сделаем также на операционном усилителе с использованием биполярного транзистора для усиления мощности.

4. Расчетная часть

4.1 Расчет первого каскада

Примем напряжение входа = 15 В.

Нам известно входное сопротивление кОм, т. о. мы найдем

1,5 мкФ

Примем усиление первого каскада равным ≈ 80, а второго ≈ 62,5 (т.к. 80*62,5=5000). Следовательно:

Таким образом, мы нашли и , выбрав их из ряда Е24 шкалы номиналов сопротивлений: =6,2 МОм, =75 кОм. Из схемы видно,

что =|| =>

; ; ;

Из ряда Е24 шкалы номиналов сопротивлений выберем =75*10³ Ом.

Теперь найдем β_ОУ1:

Выбрали Операционный Усилитель 14УД1А

Известно, что

4.2 Расчет второго каскада

1,5 мкФ

0,072*10^-6 Ом

Устраиваемый нас коэффициент усиления равен 62,5, на основе этого найдем и .

Таким образом, мы нашли и , выбрав их из ряда Е24 шкалы номиналов сопротивлений: =120 кОм, =7500000 Ом. Из схемы видно, что =|| =>

Из ряда Е24 шкалы номиналов сопротивлений выберем =120*10³ Ом.

Теперь найдем β_ОУ2

Выбрали Операционный Усилитель 14УД1А

Известно, что

Полученный с двух каскадов коэффициент усиления равен:

;

В качестве транзистора VT1 выберем соответственно транзистор КТ825Е . Он подходит по максимальным допустимым параметрам:

(с учетом теплоотвода)

По статическому коэффициенту min определим амплитудное значения токов базы . По статическим характеристикам транзисторов определим амплитудные напряжения на базе .

Для VT1 (KT825Е):

5. Заключение

Рассчитанный двухкаскадный усилитель осуществляет усиление низкой частоты по напряжению. Предварительный каскад осуществляет предварительное усиление сигнала по напряжению. Конечный каскад также осуществляет усиление по напряжению с усилением мощности.

Усилитель имеет следующие параметры:

= 20 Гц - частота;

_{IH= 0,2 A - ток нагрузки;}

_{Rвх= 70 кОм – входное сопротивление;}

U_вых=78676,5 В – выходное напряжение;

R_н=393383 Ом – сопротивление нагрузки;

U_н=78676,5 В – напряжение нагрузки;

К_u=5245,1 – коэффициент усиления;

6. Список использованной литературы

1. Н. И. Воробьев. Проектирование электронных устройств. – Москва: «Высшая школа», 1989.

2. В. В. Пасынков, Л. К. Чиркин, А. Д. Шинков. Полупроводниковые приборы. – Москва: «Высшая школа», 1973.

3. И. П. Степаненко. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. – Москва: «Лаборатория базовых знаний», 2004.

4. А. Г. Алексенко, И. И. Шагурин. Микросхемотехника: Учебное пособие для вузов. – Москва: «Радио и связь», 1990.

5. Р. М. Терещук, К. М. Терещук, С. А. Седов. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя. – Киев: «Наукова думка», 1982.

6. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник./ Под ред. С. В. Якубовского. – М.: Радио и связь, 1990.

7. Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине "Электроника" для направления 654600 – Информатика и вычислительная техника. Составитель: доцент кафедры ТК Семеран В. А. Уфа, УГАТУ. – 2005.

13