3. Требования к оформлению

Курсовая работа должна быть написана разборчивым почерком на одной странице листа размером 210х297 мм.

В тексте не допускаются сокращения, кроме общепринятых. Буквенные обозначения физических величин должны соответствовать ГОСТу, и их смысл необходимо пояснить. При вычислениях приводится расчетная формула, затем подставляются все необходимые числовые значения и, наконец, записывается окончательный числовой результат в необходимой размерности. Расчеты выполняются в СИ.

Графики и схемы могут быть выполнены на миллиметровой бумаге с обязательным соблюдением требований ГОСТ и ЕСКД.

Все страницы должны быть пронумерованы. Таблицы, иллюстрации и формулы, если на них есть ссылки в тексте, следует пронумеровать. Желательно, чтобы рисунки, располагаемые по ходу изложения материала, имели подписи.

Ссылка на литературный источник дается заключенным в квадратные скобки числом, соответствующим номеру данного источника в библиографическом списке. Последний должен содержать полные библиографические описания использованных при выполнении курсового проекта литературных источников.

4. Усилитель мощности класса ав

Усилитель мощности, изображенный на рисунке, представляет собой бестрансформаторный трехкаскадный усилитель, работающий в двухтактном режиме АВ [2] –[6].

Для увеличения нагрузочной мощности усилителя его выходной каскад выполнен на составных комплиментарных транзисторах (VТ1, VТ3 и VТ2, VТ4), включенных по схеме Дарлингтона.

Начальное смещение транзисторов VТ1–VТ4, определяющее режим АВ выходного каскада и предназначенное для уменьшения переходных искажений выходного сигнала, задается падением напряжения на диодах VD1, VD2, VD3.

Источники тока для смещения p-n-переходов диодов в прямом направлении реализуются на транзисторах VТ5 и VТ6. Транзистор VТ5 работает как управляемый источник тока по схеме “токового зеркала” за счет введения последовательной цепи диода VD5 и резистора R8.

В качестве усилителя напряжения используется дифференциальный усилитель на транзисторах VТ7 и VТ8.

Вся схема усилителя охвачена отрицательной обратной связью через делитель напряжения R10, R11. Благодаря обратной связи коэффициент усиления схемы по напряжению уменьшается до приемлемого значения К_U = 1–10, а выходное напряжение при нулевом входном сигнале поддерживается равным нулю.

Особенности построения схемы. Вопрос температурной стабилизации выходного каскада решается следующим образом. Ток покоя для обеспечения режима АВ задается только для предоконечных транзисторов VТ3, VТ4. Мощные выходные транзисторы VТ1, VТ2 открываются только при больших выходных токах.

Если считать, что прямое напряжение на диоде равно прямому смещению база-эмиттерного перехода транзистора (U_БЭ), то напряжение смеще-

E⁺

R3

R8

VD5

VT5

VT3

VT1

VD1

VD2

R1

R9

VT7

R

VD3

VT8

Нагрузка

U_ВХ

R10

R7

R5

VT4

VT2

VT6

VD3

R4

R2

R6

E ^

ния U_см, задаваемое прямым напряжением на диодах VD1, VD2, VD3 следует выбирать исходя из условия

U_см = – (2.5…2.7) U_{БЭ (3, 4)}  2  0.8 + (0.5…0.7)  0.8 = 2…2.2 В.

В этом случае U_см , приложенное к базам транзисторов VТ3 и VТ4 эмиттерных повторителей, откроет только эти транзисторы, а падение напряжения 0.4…0.5 В на резисторе R1 определит их ток покоя. На резисторе R2 = R1 такое же напряжение смещения. Считается, что смещение база-эмиттерных переходов транзисторов VТ1 и VТ2 уровнем напряжения в 0.4…0.5 В является достаточным условием для их закрытого состояния при высокой температуре.

Резистором R7 задается ток смещения (ток покоя) в дифференциальном усилителе. Входные токи смещения в дифференциальном усилителе значительно больше, чем в операционном усилителе, поэтому очень важно, чтобы сопротивления по постоянному току со стороны входов дифференциального каскада были б равны.

Работа усилительных каскадов. При нулевом входном сигнале U_вх = 0 ток покоя транзистора VТ8 создает падение напряжения на R8 и диоде VD5. База-эмиттерный переход транзистора VТ5 оказывается смещенным в прямом направлении и транзистор VТ5 формирует ток верхнего источника тока схемы. Таким же образом ток нижнего источника тока на транзисторе VТ6 задается цепью смещения R5, R6, VD4. Итак, через диоды VD1, VD2, VD3 течет постоянный ток от источника питания Е⁺ к источнику питания Е^, создавая условия для возникновения режима АВ в усилителе мощности.

При положительной полуволне управляющего напряжения U_вх  0 увеличивается ток коллектора транзистора VТ8 (ток транзистора VТ7 при этом уменьшается), увеличивая падение напряжения на резисторе R8. Это приводит к увеличению тока регулируемого источника тока на транзисторе VТ5. Условие постоянства тока через диоды VD1, VD2, VD3 нарушится, если не увеличится ток базы транзистора VТ3. При этом происходит усиление тока в эмиттерном повторителе, реализованном на составных транзисторах VТ3, VТ4, и мощность передается от источника Е⁺ нагрузке.

При отрицательной полуволне управляющего напряжения U_вх  0 ток коллектора через транзистор VТ8 уменьшается. Уменьшается и ток регулируемого источника (VТ5), следовательно увеличится ток базы транзистора VТ4, увеличивая входной ток транзистора VТ2, работающего в режиме усилителя с общим эмиттером.

Расчет усилителя производится, исходя из требуемых значений тока и напряжения управления в обмотке выбранного двигателя.

Мощность, отдаваемая нагрузке, определяется напряжением и током управления двигателя

Р_н = U_У I_У.

Максимальная мощность рассеяния на коллекторе транзистора VТ1(VТ2) одного плеча

,

или приближенно

.

Напряжение нестабилизированного двуполярного источника питания

Е = Е ⁺ = Е ^- = U_У + (5…7) В .