Московский Государственный Институт Электронной Техники

(ТУ)

Курсовая работа по курсу РЭ

тема:

«Расчет параметров схемы ФНЧ каскадного типа с мощным выходом»

Выполнил: Прасолов Д., гр. АиЭМ-41

Проверил: Кузнецов С.Н

Москва, 2002г.

Техническое задание.

частота среза Fср=5000 Гц

затухание АЧХ на частоте 2Fср, дб  35

неравномерность АЧХ в полосе пропускания, дб  1

Uвх m=1 В

Кuo=5

Rг=10 кОм

Rн=8 Ом

T=(-10…+50) C

Записка:

- анализ задания и выбор электрической схемы;

• рассчет электрической схемы;

• выбор типов элементов;

• составление перечня элементов;

• Графическая часть: электрическая схема

Рассчет парметров фнч каскадного типа с мощным выходом будем производить в два этапа. Сначала рассчитаем параметры самого фильтра, а затем схему усилителя мощности на выходе. Расчет фнч.

1.Определение порядка фильтра и количества звеньев.

Т. к. допустимая неравномерность АЧХ в полосе пропускания не равна нулю , то тип фильтра – фильтр Чебышева.

Теперь воспользуемся формулой для расчета порядка фильтра Чебышева:

Подставляя исходные данные в эту формулу, получаем:

После округления получаем n = 3

Теперь определяем количество звеньев:

Т. е. дальше мы будем рассматривать каскадную реализацию фильтра 3-ого порядка в виде соединения 2-х взаимонезависимых звеньев второго порядка.

2.Определение коэффициентов аi и вi полинома, аппроксимирующего передаточную функцию фильтра, и добротности полюсов пх звеньев фильтра.

Выбираем 1 звено 1ого порядка и звено второго порядка c многопетлевой ООС. Разбиваем коэффициент усиления: К₁ = -2,5, К₂ =-2. Их вид:

Характеристика звена первого порядка в общем виде имеет вид:

Здесь:

У нас

Порядок расчета:

Выбираем С1 близкое к [мкф] = 10/5000=0,002 берем 2нФ

Расчитываем сопротивления R1 R2

Ряд Е192

Подставляя исходные данные в систему получаем:

Подбираем номиналы элементов для второго звена:

Выбираем номинальное значение емкости С₁ , близкое к значению 10/f_в [мкФ] и

номинальное значение С₂ , удовлетворяющее условию

С₂ < a_i² C₁/ [4b_i(1-k_0i)].

C₁=11нФ (ряд Е192)

С₂=1 нФ (ряд Е192)

Величины R1, R2, R3 рассчитываем по следующим формулам:

кОм (ряд Е192)

(ряд Е192)

(ряд Е192)

Выберем ОУ:

Для того, чтоб типономиналов было меньше, постараемся выбрать одинаковые ОУ. Причем должны выполняться следующие условия:

и

Так как максимальная амплитуда выходного сигнала не превышает 1*5=5В, то на выходах ОУ она будет еще меньше, следовательно если

/мкс 

(У второго ОУ значение К₀ еще ниже)

Так как в ОС находятся резистры с высокими сопротивлениями, то выбираем ОУ 544УД1, который удовлетворяет данным условиям.

Расчет УМ.

1. Энергетический расчет режима выходного каскада и выбор транзисторов vt5 и vt6.

Необходимая амплитуда синусоидального напряжения на выходе УМ:

С огласно ТЗ равна U_{вых мах} = U _{вх мах} ^.К_U0 = 5 В. Тогда мощность P_N на выходе УМ:

Амплитуда тока:

_А

Н апряжение питания равно: U_п = | U_п2 | = U_п1; U_п = U_mн + U_{КЭ min} = U_mн + (2÷5) В = 12В.

Ток потребляемый в режиме максимальной отдаваемой мощности:

Мощность, рассеиваемая на каждом транзисторе при максимальной отдаваемой мощности:

Вт

Выбор транзисторов выходного каскада VT5, VT6 производим с учетом следующих условий:

U_{КЭ max} > 1,2 (U_п1 + | U_п1 | ) = 28,8 В;

I_{К max} > I_mн ( при U_КЭ = U_{КЭ min} ) = 0,62 А;

P_{К max} > P_p ( при T_{c max} = 70^oC = 343 К ) = 1,6 Вт;

Вышеперечисленным требованиям удовлетворяют транзисторы:

VT5 – КТ 816 Б; VT6 – КТ 817 Б;

Их параметры ( Т_к = -60^oC ÷100^oC ):

• коэффициент усиления тока в схеме ОЭ: h_{21э min} = 25;

• максимальная температура перехода: T_{n max} = 150^oC = 423 K;

• I_k=3A;

• U_kэ=45В

• Р_max=25Вт

Требуется радиатор Р>1Вт

Сопротивления обратной связи по току принимаем равными:

R₁₃ = R₁₄ = ( 0,03 ÷ 0,1 ) R_н = ( 0,6 ÷ 2 ) Ом;

Часто эти резисторы используются как датчики напряжения для схемы защиты при перегрузке по току выходного каскада УМ. Принимаем значение сопротивлений

R₁₃ = R₁₄ =1 Ом. (ряд Е24)

Номинальная мощность:

Вт.