2.Предварітельний розрахунок підсилювача
2.1 Розрахунок робочої точки
Вихідні дані для курсового проектування знаходяться в технічному завданні.
Може бути статистичний транзистор дає посилення в 20 дБ, за завданням у нас 25 дБ, звідси отримаємо, що наш підсилювач буде мати як мінімум 2 каскаду . Однак виходячи з умови різної полярності вхідного та вихідного сигналу число каскадів повинно бути непарним, отже число каскадів складе 3.
23
Підси́лювач звукови́х часто́т (часто просто — підсилювач чи звукопідсилювач, англ. audio amplifier, пол. wzmacniacz muzyczny) — електронний підсилювач, що підсилює малопотужні електричні сигнали частотою від 20 Гц до 22 кГц (що відповідає діапазону акустичних коливань) до рівня, необхідного для роботи гучномовців і є заключним етапом ланцюга звуковіддтворення.
Основними параметрами підсилювачів є такі:
-
-
Амплітудно-частотна характеристика (клас Hi-fi вимагає рівної АЧХ на всьому акустичному діапазоні)
-
Коефіцієнт корисної дії (порядку 90 % для класу Hi-fi)
-
відношення сигнал/шум (до 0,05 %)
-
Номінальна потужність — середньоквадратичне значення електричної потужності, обмеженої заданим рівнем нелінійних спотворень.
-
Максимальна потужність — потужність безперервного синусоїдального сигналу в заданому діапазоні частот, при якій АС може тривалий час працювати без механічних і теплових ушкоджень.
-
Опір на виході.
-
24
Джерела живлення характеризуються значенням електрорушійної сили і внутрішнього опору.
До джерел живлення належать гальванічні елементи, електрохімічні батареї, акумулятори, термопари, сонячні батареї, електричні генератори, тощо.
В залежності від електрорушійної сили джерела живлення поділяють на джерела живлення постійного струму і джерела живлення змінного струму.
Розрізняють первинні джерела живлення, які безпосередньо перетворюють інші види енергії в електричну і вторинні джерела живлення, які виконують роль проміжних перетворювачів електричної енергії, такі як блоки живлення електронних приладів, трансформатори, тощо.
25
Будь-який електрохімічний елемент у принципі є джерелом електричного струму. Однак для практичного використання як джерела струму придатна лише незначна частина цих елементів. Це пов’язано з тим, що елемент повинен мати досить велику електричну ємність, високу швидкість і оборотність електрохімічних процесів, стабільність при експлуатації, технологічність і економічність виробництва. Всі хімічні джерела струму (ХДС) поділяються на три групи: джерела струму одноразової дії (гальванічні елементи), джерела струму багаторазової дії (акумулятори), паливні елементи. У первинних ХДС електродні матеріали завантажуються в елемент при виготовленні, і елемент експлуатується, поки його напруга не впаде до деякого критичного значення. Електродні матеріали ХДС, що відпрацювали, йдуть у відходи або частково переробляються для регенерації компонентів. В акумуляторах електроактивні речовини у ході попереднього електролізу (заряд акумулятора). У процесі експлуатації вони витрачаються (розряд акумулятора), а напруга акумулятора знижується до деякої гранично допустимої величини, після чого знову проводять заряд. Процеси заряду і розряду утворюють цикл роботи акумулятора. Максимальне число циклів (звичайно декілька сотень) залежить від типу акумулятора і умов його експлуатації. Робота ХДС характеризується рядом параметрів, від яких залежить можливість використання ХДС для тих або інших потреб. Електрорушійна сила (ЕРС) хімічного джерела струму, як і будь-якого електрохімічного кола, визначається різницею потенціалів електродів (анода і катода) при розімкненому зовнішньому колі. Повним внутрішнім опором r ХДС називається опір, що чиниться ним при проходженні всередині нього постійного струму:
26
Випрямлячі перемінної напруги. Випрямлячі використовуються в блоках харчування радіоелектронних пристроїв для перетворення перемінної напруги в постійне. Схема будь-якого випрямляча містить 3 основних елементи: • Силовий трансформатор – пристрій для чи зниження підвищення напруги живильної мережі і гальванічної розв'язки мережі з апаратурою. • Випрямний елемент (вентиль), що має однобічну провідність – для перетворення перемінної напруги в пульсуюче. • Фільтр – для згладжування пульсуючого напруги. Випрямлячі можуть бути класифіковані по ряду ознак: • за схемою випрямлення – однополуперіодні, двухполуперіодні, бруківки, з подвоєнням (множенням) напруги, багатофазні й ін. • По типі випрямного елемента – лампові(кенотронні), напівпровідникові, газотроні й ін.
27
Згладжуючі фільтри підключаються між випрямлячем і навантаженням. Завдання таких фільтрів є зниження пульсації до заданого рівня.
Розглянемо розрахунок згладжувального фільтра типу LC, схема якого приведена на рис. 2.
Для проведення розрахунку повинні бути відомі такі параметри: випрямлена напруга Uо , випрямлений струм Іо , коефіцієнт пульсації випрямленої напруги Кп .
Рис. 2. Схема згладжуючого фільтра.
28
Параметричний стабілізатор напруги на базі стабілітрона показано на рис.
34.
Особливості роботи такого стабілізатора напруги базуються на тому, що
напруга стабілітрона на зворотній ділянці його вольт-амперної
характеристики Uст.доп змінюється незначно в широкому діапазоні зміни
зворотного струму стабілітрона. Тобто коливання напруги на вході
стабілізатора зумовлюють значну зміну струму стабілітрона при незначних
змінах напруги на ньому.
Рис. 34. Схема параметричного стабілізатора напруги
Стабілізатори характеризуються коефіцієнтом стабілізації
29
Мікросхеми К174УН4А-СТАБІЛІЗАТОР НАПРУЖЕННЯ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
Мікросхема К174УН4А являє собою підсилювач коливань звукової частоти з вихідною потужністю до 1 Вт. Такі мікросхеми можуть забезпечувати амплітуду струму навантаження до 0,8 А, що і дозволяє будувати на їх основі стабілізатори напруги постійного струму.
Схема такого стабілізатора напруги наведена на рис. 1. При вхідній напрузі 7 … 10 В он забезпечує на виході стабільну напругу 5 В при струмі навантаження до 0,4 А, необхідну для живлення різних пристроїв на цифрових мікросхемах, мікрокалькуляторів. При вхідній напрузі 7 … 8,5 В струм навантаження може бути збільшений до 0,5 А.
30
Логічний елемент - це електронний прилад, що реалізує одну з логічних функцій. В склад серій мікросхем, що розглядаються, входить велике число логічних елементів. На принциповій схемі логічний елемент зображають прямокутником, всередині якого ставиться зображення покажчика функції. Лінії з лівої сторони прямокутника показують входи, з правої - вихід елемента. На рисунку 1 зображені основні логічні елементи, що використовуються у цифрових приладах:
Елемент І (кон'юктор);
(a)
елемент АБО (диз’юнктор)
(б);
елемент НІ (інвертор 1)
(в).
Окрім означених існує множина логічних елементів, що виконують більш складні логічні перетворення. Ці перетворення є комбінаціями найпростіших логічних операцій. До числа таких елементів відносяться:
елемент
І-НІ 
елемент
АБО-НІ 
елемент
І-АБО 
елемент
І-АБО-НІ 
суматор
за модулем 2 
Рисунок 1 - Графічні позначення логічних елементів
Суматор за модулем 2 можна виконати на логічних елементах І, АБО, НІ
31
Транзисторно-транзисторна логіка (ТТЛ, TTL) - різновид цифрових логічних мікросхем, побудованих на основі біполярних транзисторів і резисторів. Назва транзисторно-транзисторний виникло через те, що транзистори використовуються як для виконання логічних функцій (наприклад, І, АБО), так і для посилення вихідного сигналу (на відміну від Резисторно-транзисторної і діод-транзисторної логіки).
Найпростіший базовий елемент ТТЛ виконує логічну операцію І-НЕ, в принципі повторює структуру ДТЛ мікросхем і в той же час за рахунок використання многоеміттерного транзистора, об'єднує властивості діода і транзисторного підсилювача що дозволяє збільшити швидкодію й енергоспоживання, Знизити споживану потужність і вдосконалити технологію виготовлення мікросхеми.
Логика высказываний (или пропозициональная логика от англ. propositional logic) — это формальная теория, основным объектом которой служит понятие логического высказывания. С точки зрения выразительности, её можно охарактеризовать как классическую логику нулевого порядка. Логика высказываний является простейшей логикой, максимально близкой к человеческой логике неформальных рассуждений и известна ещё со времён античности.