Министерство образования и науки Украины

Севастопольский национальный технический университет

Кафедра СПЭМС

Пояснительная записка

По курсовой работе по курсу

« Электроника и микросхемотехника »

Тема: Расчет электронного усилителя низкой частоты с реостатно-емкостной связью

Выполнил:

Ст. гр. ЭЭ-32д

Мельниченко Ю.Ю

Руководитель:

Слепушкина Ж.Ю.

Севастополь

2011

Оглавление:

1.Введение………………………………………………………………………………………3

2.Общие теоретические положения …………………….…………………………………….4

3.Описание работы электронного усилителя…………………………………..……………..6

4.Выбор типа транзистора……………………………………………………………………..7

5.Выбор режима работы…………….. ……………………………………………………..…7

6.Расчет элементов и параметров …………….. …………………………………………...…8

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день появляются все более сложные электронные системы, использующие в качестве элементной базы новейшие полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы с высокой степенью интеграции. Успешное развитие науки и техники в рамках жестокой конкуренции во многом обусловлено успехами электроники. Трудно себе представить какую-либо отрасль производства, в которой бы в той или иной степени не использовались электронные приборы или электронные устройства автоматики. Неотъемлемой частью многих радиоэлектронных и электронных устройств являются стабилизаторы постоянного напряжения. В одних устройствах они используются как высокостабильные источники питания, обеспечивающие необходимую надежность работы, в других - не только как источники питания, но и как источники эталонного (образцового) напряжения. Образцовое напряжение необходимо во многих системах авторегулирования и телеметрии, измерительных схемах, схемах преобразования непрерывных величин в дискретную форму, в схемах электрического моделирования. Развитие полупроводниковой техники дало возможность получить простые высокостабильные источники образцового напряжения практически любой мощности. Полупроводниковые стабилизаторы могут также использоваться в замен аккумуляторных и сухих батарей в измерительных и поверочных лабораториях.

Основным источником питания электронных устройств в настоящее время являются выпрямительные устройства, преобразующие переменный ток в ток одного направления, называемый выпрямленным. Постоянное напряжение или ток, получаемые от выпрямителей, по различным причинам могут изменяться, что может нарушить нормальную работу различных устройств, питание которых осуществляется от выпрямительных устройств. Основным причинами нестабильности является изменение напряжения сети и изменение тока нагрузки. Для обеспечения постоянного напряжения на сопротивлении нагрузки применяют стабилизаторы напряжения.

Стабилизатором напряжения называется устройство, поддерживающие автоматически и с требуемой точностью напряжение на нагрузке при изменении дестабилизирующих факторов в обусловленных пределах.

Не смотря на применение сглаживающих фильтров, напряжение на сопротивлении (сглаживающих фильтров) нагрузки выпрямителя может изменяться. Это объясняется тем, что сглаживание пульсаций фильтром уменьшается только переменная составляющая выпрямленного напряжения, а величина постоянной составляющей может изменяться и при колебаниях напряжения сети, и при изменении тока нагрузки.

Существует два принципиально разных метода стабилизации напряжения: параметрический и компенсационный.

1.Общие теоретические положения

В современной технике широко применяю устройства, предназначенные для управления электроэнергией, в которых управляемая мощность значительно превышает мощность, требуемую для управления. К одной из разновидностей таких устройств принадлежат усилители. В зависимости от вида управляемой и управляющей энергии различают механические, гидравлические, пневматические, электрические и магнитные усилители. Большое распространение получили электрические усилители, в частности, электронные усилители. Они обладают большой универсальностью и рядом таких показателей и характеристик, которые позволяют применять их во многих областях науки и техники.

Электронным усилителем называют устройство, в котором входной сигнал напряжения или тока используется для управления током, а, следовательно, и мощностью, поступающим от источника питания в нагрузку. Нагрузкой называют устройство, к которому подводят усиленные электрические колебания. Устройство, от которого усилитель получает энергию, преобразуемую им в усиленные электрические колебания, называют источником питания. Наиболее часто в качестве источника используют источники постоянного напряжения

Источниками сигналов могут быть различные преобразователи неэлектрических величин в электрические: микрофоны, пьезоэлементы, считывающие магнитные головки, термоэлектрические датчики и др. Частота и форма напряжения или тока этих источников может быть любой, например, импульсной, гармонической и др.

Нагрузкой усилителей могут быть различные устройства, преобразующие электрическую энергию в неэлектрическую, например, громкоговорители, индикаторные устройства, осветительные и нагревательные приборы и др. Характер нагрузки может существенным образом влиять на работу усилителя.

Рисунок 1 -Обобщенная схема включения усилителя

Классификация усилителей. Усилители можно разделить по многим признакам: виду используемых усилительных элементов, количеству усилительных каскадов, частотному диапазону усиливаемых сигналов, выходному сигналу, способам соединения усилителя с нагрузкой и др. По типу используемых элементов усилители делятся на ламповые, транзисторные и диодные. По количеству каскадов усилители могут быть однокаскадными, двухкаскадными и многокаскадными. По диапазону частот усилители принято делить на низкочастотные, высокочастотные, полосовые, постоянного тока (или напряжения). Связь усилителя с нагрузкой может быть выполнена непосредственно (гальваническая связь), через разделительный конденсатор (емкостная связь), и через трансформатор (трансформаторная связь).

Основные характеристики усилителей. Все характеристики усилителей можно разделись на три группы: входные, выходные и передаточные. К входным характеристикам относятся: допустимые значения входного напряжения или тока, входное сопротивление и входная емкость. Обычно эти характеристики определяются параметрами источника входного сигнала. Основной передаточной характеристикой усилителя является его коэффициент усиления. Различают коэффициенты усиления по напряжению, току и мощности. Коэффициент усиления в общем случае является комплексной величиной, т.е. он зависит от частоты входного сигнала и характеризуется не только изменением амплитуды доходного сигнала с изменением частоты, но и его задержкой во времени, т.е. изменением его фазы. Частотные характеристики усилителя описывают его динамические свойства в частотной области. Для количественной оценки динамических свойств усилителя в частотной области используются такие параметры, как полоса пропускаемых частот, граничные значения частот. Аналогично во временной области используют параметры переходной характеристики: время ее нарастания и спада.

При прохождении сигнала через усилитель его форма подвергается изменению. Эти изменения называют искажениями сигнала, они могут быть линейными (если при передаче через усилитель спектральный состав сигнала не меняется) и нелинейными (спектр выходного сигнала меняется).

Однокаскадные усилители. Из однокаскадных усилителей наибольшее распространение получили повторители напряжения, повторители тока и усилители напряжения. Повторителями напряжения называют усилитель с коэффициентом усиления по напряжению, равным единице. Такие усилители не обеспечивают усиления по напряжению, однако, они имеют достаточно высокий коэффициент усиления по току и, следовательно, по мощности. Повторители напряжения могут быть выполнены на транзисторах различных типов, электронных лампах и на операционных усилителях. Простейший повторитель напряжения, изображенный на рисунке 2, называется эмиттерный повторителем. Выходной сигнал в этой схеме снимается с эмиттера транзистора VТ, что и определило такое название.