Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАВДАННЯ

На курсовий проект з дисципліні «Аналогові електроні пристрої»

2. Призначення пристрою - підсилення потужності сигнала

3. Номінальна вихідна потужність –

4. Величина нагрузки –

5. Нижня гранична частота –

6. Верхня гранична частота –

7. Коффіціент нелінійних спотворень –

8. Величина вхідного сигнала –

9. Величина опору джерела сигнала –

ЗМІСТ

Вступ

1. Попередній розрахунок підсилювача

1.1 Визначення числа каскадів підсилювача

1.2 Розподіл частотних спотворень

2. Електричний розрахунок каскадів підсилювача

2.1 Розрахунок кінцевого каскаду

2.2 Розрахунок перед-кінцевого каскаду

2.3 Розрахунок драйверного каскаду

3. Розрахунок нелінійних спотворень

3.1 Розрахунок нелінійних спотворень кінцевого каскаду

3.2 Розрахунок нелінійних спотворень перед-кінцевого каскаду

3.3 Розрахунок нелінійних спотворень драйверного каскаду

4. Розрахунок потрібної глибини ЗЗ та вибір додаткового каскаду

5. Розрахунок регулятора тембру

6. Розрахунок регулятора гучності

7. Розрахунок попереднього підсилювача

8. Розрахунок радіатора

9. Висновки

10. Список літератури

ВСТУП

В багатьох областях науки та техніки часто виникає необхідність підсилення електричних коливань (сигналів) різних видів зі збереженням їх форми. Пристрої, призначенні для таких цілей, називають підсилювачами.

Ціль даного курсового проекту ― розробка підсилювача потужності звукових частот.

В першому розділі розраховується число каскадів підсилювача та розподіляються частотні спотворення між каскадами.

В другому розділі виконується покаскадний розрахунок в напрямку від виходу до входу підсилювача, тобто спочатку розглядається кінцевий каскад, потім – передкінцевий, драйверний і, на кінець, каскади попереднього підсилення.

В третьому розділі розраховуються нелінійні спотворення для кожного з каскадів.

В четвертому розділі визначається необхідна глибина зворотнього зв’язку при необхідних запасах стійкості.

В п’ятому, шостому, сьомому і восьмому розділах вибираються схеми пристроїв регулювання тембру та гучності, схема попереднього підсилювача і схема радіатора відповідно та розраховуються їх параметри.

1. Попередній розрахунок підсилювача

1.1 Визначення числа каскадів підсилювача

Визначимо напругу на виході підсилювача (діюча напруга):

(1.1.1)

Максимальна напруга (амплітудна):

(1.1.2)

Приймемо те, що напруга насичення , а відсічення .

Отже, напруга на виході підсилювача дорівнює:

(1.1.3)

Визначимо коефіцієнт передачі:

(1.1.4)

Знайдемо коефіцієнт передачі на середніх частотах:

(1.1.5)

Знайдемо вхідний опір:

(1.1.6)

Знайдемо максимальну вхідну напругу:

(1.1.7)

Знайдемо вхідну напругу:

(1.1.8)

Визначимо коефіцієнт передачі по напрузі:

,

(1.1.9)

Щоб визначити повний коефіцієнт передачі по напрузі, необхідно враховувати коефіцієнт втрат, який складається з впливу зворотнього зв’язку, й дорівнює 40дБ та впливу вхідних ланцюгів, й дорівнює 6дБ:

(1.1.10)

Визначимо потужність, яку необхідно подати на вхід підсилювача:

(1.1.11)

Визначимо коефіцієнт передачі по потужності:

(1.1.12)

(1.1.13)

Знайдемо повний коефіцієнт передачі по потужності, при цьому врахуємо, що втрати на зворотній зв’язок і вхідні ланцюги в 2 рази менше:

(1.1.14)

Нехай схеми кінцевого та передкінцевого каскадів включені за схемою зі спільним колектором, тоді отримаємо:

, ,

де .

Отримаємо :

,

(1.1.15)

Для схеми з спільним емітером отримаємо:

(1.1.16)

(1.1.17)

(1.1.18)

(1.1.19)

Визначимо кількість каскадів підсилювача:

(1.1.20)

(1.1.21)

Вибираємо більше серед та і отримаємо, що загальне число каскадів буде 7.

1.2 Розподіл частотних спотворень

(1.2.1)

(1.2.2)

На ВЧ в підсилювачі потужності суттєві частотні спотворення вносить драйверний каскад, тому:

(1.2.3)

(1.2.4)

(1.2.5)

(1.2.6)

(1.2.7)

(1.2.8)

(1.2.9)

(1.2.10)

Побудуємо структурну схему підсилювача потужності (рис. 1):

Рис. 1 – Структурна схема підсилювача потужності

2. Електричний розрахунок каскадів підсилювача

2.1 Розрахунок кінцевого каскаду

В нинішній час широко використовують підсилювач з двотактним безтрансформаторним остаточним каскадом з композитними транзисторами включеними за схемою зі спільним колектором (рис. 2). Безпосереднє підключення навантаження до підсилювача без перехідного трансформатора можливе тільки при його опорі, близькому до оптимального опору колекторного кола.

Рис. 2 – Кінцевий каскад

Знайдемо потужність каскаду, з урахуванням втрат у дільнику ланцюга зворотного зв’язку:

(2.1.1)

Знайдемо максимальний колекторний струм:

(2.1.2)

(2.1.3)

Визначимо розсіяну потужність:

(2.1.4)

(2.1.5)

Визначимо амплітуду напруги, яка виділяється на навантаженні:

(2.1.6)

Напруга в ланцюзі колектор-емітер дорівнює:

(2.1.7)

Оскільки, напруга насичення , то:

Визначимо напругу живлення:

(2.1.8)

З ряду напруг вибираємо напругу живлення .

Розрахуємо граничну частоту за величиною частотних спотворень в області верхніх частот, випадаючих на даний каскад:

(2.1.9)

Звідси:

(2.1.10)

(2.1.11)

Таким чином виконали вимогу:

Для кінцевого каскаду вибираємо , тоді за таблицею отримаємо:

, , .

Розрахуємо постійний струм:

(2.1.12)

Визначимо струм першої гармоніки:

(2.1.13)

Визначимо середню силу струму:

(2.1.14)

Знайдемо номінальну потужність:

(2.1.15)

Визначимо ККД кінцевого каскаду:

(2.1.16)

Знайдемо вхідний опір:

(2.1.17)

Вхідна потужність дорівнює:

(2.1.18)

Визначимо коефіцієнт підсилення за потужністю:

(2.1.19)

(2.1.20)

Тепер можемо вибрати вихідні транзистори за розрахованими допустимими параметрами:

Вибираємо транзистори КТ818В та КТ819В з параметрами:

Розрахуємо початковий струм бази:

(2.1.21)

Максимальний струм бази:

(2.1.22)

За вхідною характеристикою вибраних транзисторів (рис. 3) знайдемо початкове та максимальне значення напруги база-емітер:

Рис. 3 – Вхідна характеристика вибраних транзисторів

Початкова напруга база-емітер дорівнює:

Максимальна напруга база-емітер дорівнює:

Визначимо вхідну напругу, знаючи, що для транзисторів, які включені за схемою зі спільним колектором:

і

(2.1.23)