
- •Эта станица намеренно оставлена пустой! Сюда вставляется технического задание, полученное от преподавателя! Реферат
- •Сокращения, обозначения, термины и определения
- •Оглавление
- •Введение
- •Предварительный анализ усилителя
- •Оценка требуемого количества каскадов усиления
- •Распределение полосы пропускания усилителя
- •Расчет усилителя мощности
- •Расчет оконечного каскада
- •Выбор транзисторов
- •Снятие вах транзисторов
- •Расчет элементов смещения и разделительных емкостей оконечного каскада
- •Расчет усилителей напряжения
- •Первый усилитель напряжения
- •Второй каскад
- •Расчет темброблока
- •Выбор схемы термоблока
- •Расчет регулятора с пределами регулирования ±12 дБ
- •Расчет предварительного микрофонного усилителя
- •Принципиальная схема
- •Приложение а (обязательное) / (справочное) Заголовок приложения
- •Приложение б (обязательное) / (справочное) Заголовок приложения
Предварительный анализ усилителя
Оценка требуемого количества каскадов усиления
Исходя из начальных данных необходимо оценить примерное количество каскадов для усилителя.
Поскольку
усилитель является микрофонным, примем,
что с выхода электретного микрофона
при записи разговорной речи на расстоянии
в 1 метр приходит сигнал амплитудой
= 0,5 мВ. Рассчитаем, какие значения
амплитуд должен обеспечить усилитель
для получения выходной мощности 4 Вт на
динамике с импедансом 8 Ом.
Максимальный ток (амплитудное значение), рассчитывается по формуле:
Максимальное требуемое напряжение (амплитудное значение), падающее на нагрузке, рассчитывается по формуле:
Тогда, для обеспечения выходного напряжения потребуется усилитель со следующим коэффициентом усиления:
Приблизительная структурная схема будущего усилителя показана на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Оконечный каскад
Сигнал с микрофона будет поступать на предварительный усилитель, построенный на основе операционного усилителя, который также будет обеспечивать регулировку усиления -20 дБ.
После сигнал поступает на пассивный темброблок, регулирующий верхние и нижние частоты в диапазоне +- 12 дБ. Минусом пассивного темброблока является то, что он достаточно сильно ослабляет сигнал.
Затем сигнал поступает на усилитель напряжения, который планируется построить на биполярных транзисторах, работающих в классе А.
Выходным каскадом является эмиттерный повторитель, выполняющий функцию согласования выходного сопротивления усилителя и крайне низкого импеданса динамика. Для повышения КПД выходного каскада планируется рассчитывать каскад для работы в режиме АВ.
Распределение полосы пропускания усилителя
В соответствии с заданием требуется обеспечить полосу пропускания усилителя в диапазоне 200 Гц – 12 кГц с допустимыми искажениями в 3 дБ на данных частотах.
Верхнюю частоту планируется искусственно ограничить с помощью конденсатора, установленного в цепь обратной связи операционного усилителя.
Нижняя граничная частота в основном зависит от разделительных емкостей и входных/выходных сопротивлений каскадов. Каскады соединены последовательно, поэтому необходимо разделить ослабление в 3 дБ на 4 усилительных каскада, (потому что в них используются разделительные емкости), чтобы каждый из них вносил меньшее искажение на данной частоте.
Итого, каждый каскад должен вносить искажение ¾ дБ = 0,75 дБ.
В каждом каскаде есть входная и выходная разделительная емкость, поэтому каждая из емкостей в совокупности с входным/выходным сопротивлением должна создавать искажения 0,75/2 = 0,375 дБ (или 0,957 в разах).
Рассчитаем, какой должна быть частота среза для каждого из искажающих элементов:
АЧХ RC-фильтра 1-го порядка рассчитывается по формуле:
Выразим
из данной формулы частоту
:
Можно сделать вывод, что для обеспечения общего ослабления в 3 дБ на частоте 200 Гц необходимо рассчитывать разделительные емкости для частоты среза = 60 Гц.
Расчет усилителя мощности
Расчет оконечного каскада
Выбор транзисторов
Для расчёта был выбран оконечный каскад на комплементарных транзисторах, собранных попарно в сборки Дарлингтона, образующих составной транзистор (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 – Оконечный каскад
Затем был произведен выбор транзисторов по допустимой мощности рассеяния на коллекторе, и максимальной амплитуде коллекторного тока.
Максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе, рассчитывается по формуле:
Требуемое выходное напряжение и ток были рассчитаны в главе 1.
По этим параметрам выбираются транзисторы T2, Т3 и Т4, T1 для оконечного каскада из доступных в симуляторе. Наиболее подходящими оказываются транзисторы BD139 и BD140 соответственно, параметры которых приведены ниже:
1. Максимальный
коллекторный ток
= 1,5 А;
2. Максимальная
рассеиваемая мощность на коллекторе
= 12,5 Вт;
3. Статический
коэффициент усиления по току
=
40 250;
4. Максимальное
напряжение коллектор-эмиттер
= 80 В;
5.
Объемное сопротивление базы
= 1 Ом;
Что тут писать?
Содержание основной части работы должно отвечать заданию (ТЗ) и требованиям.
В основной части приводятся данные, отражающие сущность, методику и основные результаты выполненной работы.
Основная часть должна содержать: выбор направления исследования, включающий обоснование направления исследования, методы решения задач и их сравнительную оценку, описание выбранной общей методики проведения работы; процесс теоретических и (или) экспериментальных исследований, включая определение характера и содержания теоретических исследований, методы исследований, методы расчета, обоснование необходимости проведения экспериментальных работ, принципы действия разработанных объектов, их характеристики; обобщение и оценку результатов исследований, включающих оценку полноты решения поставленной задачи и предложения по дальнейшим направлениям работ, оценку достоверности полученных результатов и технико-экономической эффективности их внедрения и их сравнение с аналогичными результатами отечественных и зарубежных работ, обоснование необходимости проведения дополнительных исследований, отрицательные результаты, приводящие к необходимости прекращения дальнейших исследований.
Предлагаю для данной курсовой работы разделить основную часть на две: теоретическая и практическая часть.