Московский Государственный Институт Электронной Техники

Курсовая работа по схемотехнике

Расчет усилителя низкой частоты с бестрансформаторным выходом

Выполнил: студент группы МП-36

Беляев А. В.

Проверил: Забурев П. В.

2000

Содержание

1. Общие сведения.

2. Задание.

3. Расчет выходного каскада.

4. Расчет предвыходного каскада.

5. Расчет режима покоя и его стабилизации.

6. Расчет элементов в цепях ОУ.

7. Расчет радиатора.

8. Список литературы.

Общие сведения

При проектировании многокаскадных усилителей, к которому предъявляются специальные требования, обычно необходимо знать выходную мощность усилителя Р_н, выходное напряжение U_н, сопротивление нагрузки R_н, допустимый коэффициент гармоник К_г, рабочий диапазон частот (f_н и f_в), нормированный коэффициент усиления на низшей и высшей частотах, входное напряжение U_вх, внутреннее сопротивление источника питания R_и.

Бестрансформаторные выходные каскады получили преимущественное распространение. Они позволяют осуществить непосредственную связь с нагрузкой, что дает возможность обойтись без громоздких трансформаторов и разделительных конденсаторов; имеют хорошие частотные и амплитудные характеристики; легко могут быть выполнены по интегральной технологии. Кроме того, в связи с отсутствием частотно-зависимых элементов в цепях связи между каскадами можно вводить глубокие общие ООС как по переменному, так и по постоянному токам, что существенно улучшает характеристики преобразования всего устройства. При этом обеспечение устойчивости усилительного устройства может быть достигнуто введением простейших корректирующих цепей.

Бестрансформаторные мощные выходные каскады собирают в основном по двухтактным схемам на транзисторах, работающих в режиме B или AB и включенных по схемам с ОК или ОЭ.В этих схемах возможно сочетание в одном каскаде либо одинаковых транзисторов, либо транзисторов с разным типом электропроводности. Каскады, в которых использованы транзисторы с разным типом электропроводности (p-n-p и n-p-n), называются каскадами с дополнительной симметрией.

Задание

Выходная мощность - 2 Вт.

Рабочая полоса частот - 0.05…10 кГц.

ЭДС источника сигнала - 10 мВ.

Rвн источника сигнала - 25 кОм.

Сопротивление нагрузки - 8 Ом

Расчет выходного каскада

Необходимая амплитуда синусоидального напряжения при заданных сопротивлениях нагрузки R_н и мощности P_н на выходе УМ:

амплитуда тока:

Напряжения питания выберем Uп = Uп1= |Uп2| = 8 В.

Отсюда следует

U_{кэ min} = Uп – U_mH = 2 В

Ток, потребляемый в режиме максимальной отдаваемой мощности

Мощность, рассеиваемая на каждом транзисторе при максимальной отдаваемой мощности:

Pp = UпI_mMax –0.5P_H  1 Вт

В расчетах будем предполагать 1.5 Вт, обеспечив тем самым запас по рассеиваемой мощности.

Транзисторы VT5, VT6 выберем учитывая

Выбираем компланарные транзисторы

VT5 - 2Т509 А,Б,В (p-n-p) и

VT6 - КТ504 А,Б,В (n-p-n).

Они имеют следующие параметры:

I_KMAX = 1 А, P_KMAX = 1 Вт, T_ПMAX = 150 ^OC,

h_21Э = 15…100, f_ГР = 20 МГц.

Транзисторы выходного каскада работают в режиме B (AB). На верхних частотах:

Оценим начальный ток выходных транзисторов.

В режиме малых токов усиление падает:

Обычно не допускается снижение K_5(6)MIN ниже единицы, т.е. относительное изменение К достигает в таком каскаде 10…30. Местная обратная связь (R10, R7) уменьшает это изменение в десятки раз, общая обратная связь (R3, R2) доводит до долей процента. Таким образом, примем (K_5(6)MIN = 1, далее следует r_ЭMAX = R_Н), что ограничение минимального тока покоя

С учетом температурной нестабильности выбираем рабочее значение тока покоя

I_Э = 30 мА.

Сопротивления обратной связи по току рекомендуется принять равными:

R11 = R12 = (0.03…0.1) Rн = 0.24…0.8 Ом

Выберем их сопротивление – 0.5 Ом.