Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования «Полоцкий государственный университет»

Кафедра радиоэлектроники

Курсовая работа

По курсу:

“Аналоговые электронные устройства”

на тему:

“Расчет усилителя мощности низкой частоты ”

Вариант № 5

Выполнил: Студент группы 10-ПЭЛ

Галай А. В.

Проверила: Капралов М. Е.

Новополоцк 2012

Содержание:

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

Задание и исходные данные…………………………………………………………… 3

Структурная схема усилителя и её обоснование…………………………………….. 4

Ориентировочная принципиальная схема……………………………………...…….. 6

1. Расчёт параметров выходного каскада усилителя…………………………………… 8

2. Расчёт нелинейных искажений выходного каскада усилителя…………………….. 13

Расчёт предвыходного каскада усилителя…………..……………………………….. 17

Расчёт параметров входного каскада усилителя…....……………………………….. 22

Расчёт параметров ООС ………………………………………………………………. 26

Принципиальная схема усилителя и перечень элементов…………………………... 28

Введение.

Электронные приборы – устройства, принцип действия которых основан на использовании явлений связанных с движущимися потоками заряжённых частиц. В зависимости от того как происходит управление, электронные приборы делят на вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые. В настоящее время трудно назвать такую отрасль, в которой в той или иной степени не применялась бы электроника. Начиная от простых бытовых приборов, к примеру: телевизионные передатчики и приёмники, телеграфная аппаратура и аппаратура для междугородней связи, до космической и авиационной летательной техники, также и во всех видах транспорта, в медицине и т.д.

Одним из наиболее важных применений электронных приборов является усиление электрических сигналов, т.е. увеличение их мощности, амплитуды тока или напряжения до заданной величины. В настоящее время усилительные устройства развиваются во многих направлениях, расширяется диапазон усиливаемых частот, выходная мощность. В развитии усилительных устройств широкие перспективы открывает применение интегральных микросхем.

Исходные данные:

1. Выходная мощность - Р_н=10 Вт;

2. Сопротивление нагрузки - R_н=3 Ом;

3. Коэффициент гармоник - k_г ≤1,5 %;

4. Полоса усиливаемых частот:

F_н=80 Гц;

F_в=15 кГц;

5. Коэффициент частотных искажений:

M_н=6 дБ;

M_в=6 дБ;

6. Источник сигнала (детектор приемника)

E_с=0,4 В;

R_с=50 кОм;

7. Напряжение питания - U_пит=15 + 15 В.

1. Составление структурной схемы усилителя

Определим общий коэффициент усилителя:

Для обеспечения высокого КПД в качестве выходного каскада выбирается двухтактный бестрансформаторный усилительный каскад в режиме работы АВ. Именно к нему предъявляются основные требования к линейности усиления, КПД, согласование с нагрузкой и обеспечение выходной мощности. На основании этих требований выбирается двухтактный каскад на основе эмиттерного повторителя. Его коэффициент усиления колеблется в пределах от десятков до сотен раз.

Предвыходной каскад должен будет обеспечить существенное усиление по мощности. Наиболее высоким коэффициентом усиления по мощности обладает каскад с общим эмиттером. При наличии ООС почти не искажает сигнал, при некоторых потерях мощности, и обладает одним недостатком – он инвертирует сигнал.

В качестве входного используется как правило эмиттерный или истоковый повторитель. Иногда может использоваться каскад с общим эмиттером, охваченный глубокой отрицательной обратной связью. Каждый из них имеет большое входное и малое выходное сопротивление. Коэффициент усиления по напряжению таким каскадов невысок (близок к 1), при этом сигнал усиливается по току. Таким образом, мы получим дополнительное усиление по мощности. Эмиттерный повторитель и каскад с ОЭ и глубокой ООС имеет коэффициент усиления близкий к собственному усилению транзистора по току (десятки-сотни), истоковый повторитель способен усилить сигнал на порядок выше, но мощность выходного сигнала у него несколько ниже.

Общий коэффициент усиления оценивается исходя из используемых каскадов.

Из этого соотношения видно, что усилитель с такой структурой в состоянии обеспечить заданное усиление.

Для коррекции усиления, уменьшения искажений, повышения стабильности работы усилителя вводится общая отрицательная обратная связь. Таким образом, структурная сема будет иметь вид:

Рис. 1. Структурная схема УЗЧ

R_C

R_OOC

Выходной каскад

Промежуточный

Усилительный

Каскад

Входной

каскад

R_H