- •Курсовая работа
- •Содержание
- •1. Обзор существующих схемотехнических решений построения усилителя звуковой частоты.
- •1.1. Однотактный усилитель звуковой частоты с трансформаторным выходом, особенности его работы.
- •1.2 Двухтактный усилитель звуковой частоты с трансформаторной связью.
- •1.3 Двухтактные усилители звуковой частоты с бестрансформаторной связью.
- •2. Разработка принципиальной схемы усилителя звуковой частоты с однотактным трансформаторным оконечным каскадом.
- •2.1. Описание структурной схемы усилителя.
- •2.2. Описание принципиальной схемы усилителя.
- •3. Расчет принципиальной схемы усилителя звуковой частоты.
- •3.1. Предварительный расчет усилителя.
- •3.2. Расчет оконечного каскада усилителя.
- •4. Задаемся падением напряжения на резисторе r11 цепи термостабилизации:
- •11. Определяем входную мощность, необходимую для возбуждения выходного каскада - мощность, которую должен развивать предоконечный каскад: .
- •3.3. Расчет предварительного каскада.
- •3.4. Расчет входного каскада.
- •Заключение.
- •Список литературы.
- •Приложение
3. Расчет принципиальной схемы усилителя звуковой частоты.
3.1. Предварительный расчет усилителя.
Исходными данными для предварительного расчета являются: мощность на выходе ; сопротивление нагрузки, амплитудное значение входного напряженияUвхm=0,5мВ, тип источника сигнала – микрофон конденсаторный, внутреннее сопротивление источника сигнала Rи=2кОм, диапазон частот .
1. Находим мощность сигнала на входе усилителя:
2. Определяем требуемый коэффициент усиления по мощности всего усилителя. В общем случае входное сопротивление первого каскада усилителя отличается от сопротивления источника сигнала (), а оптимальное значение сопротивления нагрузки выходного каскада не равно фактическому сопротивлению нагрузки оконечного устройства ().
Выражаем коэффициент усиления по мощности в децибелах:
4. Определяем ориентировочное число каскадов m и составляем структурную схему усилителя. При этом можно считать, что каждый каскад усилителя при включении транзистора по схеме с общим эмиттером может обеспечить усиление мощности примерно на 20дБ. Тогда:
Полученное значение m округляется до ближайшего целого числа.
Тогда .
3.2. Расчет оконечного каскада усилителя.
Принципиальная схема однотактного трансформаторного оконечного каскада усилителя представлена на рис. 2.2.
Исходными данными для расчета данного каскада являются: мощность на выходе ; сопротивление нагрузки, диапазон частотдопустимые значения коэффициента частотных искажений;допустимый коэффициент нелинейных искажений.
1. Тип транзистора для выходного каскада выбираем по величине максимально допустимой мощности, рассеиваемой на коллекторе выходного транзистора. Для этого определяем мощность, которую должен отдавать в нагрузку транзистор выходного каскада по формуле:
А затем находим мощность, потребляемую коллекторной цепью от источника питания:
По найденному значению выбираем тип транзистора выходного каскада. При этом необходимо выполнить условие: .
Выбираем транзистор ГТ321А с параметрами: .
2. Определим напряжение источника питания цепи коллектора при работе каскада в режиме класса А по формуле:
3. Задаемся падением напряжения на активном сопротивлении первичной обмотки выходного трансформатора:
4. Задаемся падением напряжения на резисторе r11 цепи термостабилизации:
5. Находим напряжение на коллекторе транзистора в режиме покоя (при отсутствии сигнала):
UКЭр= ЕК- ΔЕТР- ΔUR11= 6В.
6. Определяем коллекторный ток покоя:
7. Находим сопротивление нагрузки коллекторной цепи транзистора по переменному току:
В семействе выходных статических характеристик транзистора, включённого по схеме с общим эмиттером, строим нагрузочную прямую. Для этого отмечаем рабочую точку Р с координатами и и на горизонтальной оси находим точку Б, соответствующую напряжению . Нагрузочную прямую проводим через точки Р и Б.
В точках пересечения прямой с крайними статическими характеристиками транзистора (точки А и В на рис. 3.1.) определяем минимальные и максимальные значения тока и напряжения коллектора: IКmin=0,025A, Kmax=0,3125 мА, UKЭmin=3В, UKЭmax=9В. Кроме того, замечаем максимальный ток базы IБmax=4мА, при котором ток коллектора достигает значения IKmax (точка А), ток базы, соответствующий рабочей точке IБр=2мА и минимальный ток базы IБmin=0,5мА,при котором ток коллектора равен IKmin (точка В).
8. Находим мощность, отдаваемую каскадом в выбранном режиме:
.
9. Переходим к входной статической характеристике транзистора. Переносим точки A, Р и В, соответствующие пересечению нагрузочной прямой со статическими характеристиками, на входную статическую характеристику выбранного транзистора, снятую при ( точки А', Р' и В' на рис. 3.2.).
Рис. 3.1. Выходные характеристики транзистора ГТ321А
Рис. 3.2. Входные характеристики транзистора ГТ321А
10. Находим амплитуды переменного входного напряжения и переменного входного тока, которые должны обеспечить предыдущий каскад в базовой цепи рассчитываемого выходного каскада:
;
.