.
6. Строим нагрузочную характеристику каскада по двум точкам:
1 точка - ,
2 точка - .
Из графика определяем максимальное значение коллекторного тока:
7. Определяем отдаваемую каскадом мощность по формуле:
,
8. Определяем мощность рассеяния на коллекторе транзистора по формуле:
9. Определяем исходный ток коллектора по формуле:
Исходя из полученных данных, находим амплитуду тока коллектора по формуле:
По статической характеристике определяем:
- ток базы ,
- напряжение смещения .
Для максимального выходного тока находим следующие значения:
-,
-.
Исходя из этих данных, определяем амплитуды тока и напряжения базы:
10. Определяем входное сопротивление с учетом смещения по формуле:
11. Определяем амплитуду тока базы с учетом запаса по входной мощности по формуле:
12. Определяем требуемую входную мощность по формуле:
13. Определяем коэффициент усиления по мощности по формуле:
14. Определяем значения резисторов делителя по формулам:
15. Определяем мощность рассеяния на резисторах и по формулам:
16. Определяем наибольшее значение напряжения на резисторе по формуле:
17. Определяем напряжение входного сигнала по формуле:
18. Определяем сопротивление первичной обмотки входного трансформатора по формуле:
19. Определяем параметры выходного трансформатора. Для этого определяем коэффициент трансформации по формуле:
Определяем сопротивление первичной обмотки по формуле:
Определяем сопротивление вторичной обмотки по формуле:
Определяем индуктивность первичной обмотки трансформатора по формуле:
Определяем индуктивность всей обмотки трансформатора по формуле:
20. Определяем коэффициент нелинейных искажений.
Для этого определяем точки пересечения динамической характеристики каскада со статическими характеристиками транзистора и составляем таблицу зависимости токов и напряжений.
Таблица 1 – Зависимость токов и напряжений каскада
точки
1
0,12
2
0,61
0,4
5
0,615
0,62
3
0,68
10
0,64
4
1,12
20
0,63
0,67
1,16
25
0,69
6
1,3
30
0,65
0,7
7
1,44
35
0,66
0,73
8
1,56
40
0,75
9
1,64
45
0,77
По данным таблицы 1 определяем напряжение сигнала в источнике по формуле:
где .
По полученным значениям напряжения сигнала и коллекторного тока строим сквозную динамическую характеристику каскада. Крайние точки характеристики соответствуют минимальному и максимальному значениям выходного тока:
Определяем гармоники тока и его среднее значение по формулам:
Правильность определения токов гармоник проверяем по формуле:
Определяем коэффициент гармоник по формуле:
2.2 Расчёт предоконечного каскада
1. Выбираем транзистор по следующим параметрам:
Таким требованиям отвечает транзистор ГТ405А с параметрами:
2. Определяем ток коллектора транзистора в точке покоя по формуле:
3. Определяем напряжение в точке покоя по формуле:
4. Определяем положение точки покоя на статической характеристике транзистора ГТ405А и определяем ток базы и напряжение базы в точке покоя:
5. Определяем сопротивление резистора в цепи эмиттера и его мощность рассеяния по формулам:
6. Определяем ток делителя в цепи смещения по формуле:
7. Определяем сопротивления и мощности рассеяния резисторов делителя по формулам:
где ,
8. Определяем общее сопротивление делителя по формуле:
9. Определяем ёмкость конденсатора в цепи эмиттера по формуле:
10. Определяем коэффициент усиления по напряжению по формуле:
11. По нагрузочным характеристикам определяем .
12. Определяем сопротивление коллекторной цепи транзистора второго каскада по формулам:
2.3 Расчёт каскада предварительного усиления
1. Выбираем транзистор для предварительного каскада.
Для выбора транзистора определим допустимое напряжение между коллектором и эмиттером транзистора и допустимый ток коллектора:
Таким требованиям отвечает транзистор КТ3107Д с параметрами:
2. Определяем ток в точке покоя по формуле:
3. Определяем сопротивление в цепи коллектора по формуле:
4. Определяем сопротивление в цепи эмиттера по формуле:
5. Определяем величину сопротивления в цепи делителя, для этого задаемся величиной коэффициента нестабильности , по формуле:
где - сопротивление базы транзистора,
- коэффициент передачи тока в схеме с общей базой,
6. Определяем сопротивления в цепи эмиттера по формулам:
7. Определяем коэффициент усиления по напряжению каскада по формуле:
8. Определяем ёмкость по формуле:
9. Определяем ёмкости разделительных конденсаторов по формуле:
10. Определяем параметры элементов фильтра в цепи питания по формулам:
11. Определяем общий коэффициент усиления всего усилителя по формуле:
2.4 Выбор элементов схемы
Выбор элементов проектируемого усилителя низкой частоты проводим исходя из расчета элементов схемы электрической принципиальной, а также с учетом условий эксплуатации.
Расчетные и принятые номинальные значения элементов схемы электрической принципиальной сведены в таблицы 2 и 3.
Таблица 2 – Расчётные и номинальные значения сопротивлений
Обозначение элемента
Расчётное значение сопротивления, Ом
Номинальное значение сопротивления, Ом
Расчётное значение мощности рассеяния, Вт
Номинальное значение мощности рассеяния, Вт
Тип элемента
R1
27000
-
0,125
C1 - 4
R2
4500
4700
R3
5333
5600
0,01
R4
2667
2700
0,005
R5
3905
3900
0,05
R6
1459
1500
R7
53,3
56
0,24
0,25
R8
2595
R9
13,6
15
0,027
R10
300
330
Таблица 2 – Расчётные и номинальные значения ёмкостей схемы
Расчётное значение ёмкости, мкФ
Номинальное значение ёмкости, мкФ
Номинальное значение напряжения, В
C1
42,8
39
K50 - 35
C2
4,8
4,7
C3
C4
1,9
1,8
C5
186,6
180
Заключение
Целью курсового проекта являлось разработка, составление и расчёт схемы усилителя низкой частоты для переносной магнитолы.
В ходе выполнения проекта была разработана схема электрическая структурная, схема электрическая принципиальная, рассмотрены условия эксплуатации, произведен сравнительный анализ существующих схем усилителей. Проведены расчеты оконечного каскада мощного усиления, предоконечного каскада и предварительного усилителя, определены коэффициенты усиления отдельных каскадов и усилителя в целом. Рассчитаны значения сопротивлений и емкостей схемы, на основе которых проведен выбор стандартных резисторов и конденсаторов, составлен перечень элементов.
В процессе проектирования разработана и выполнена следующая конструкторская документация:
- пояснительная записка;
- схема электрическая принципиальная;
- схема электрическая структурная.
Список используемых источников
1. Хиленко В.И. Основы радиоэлектроники: Учебник.- 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Судостроение, 1983.
2. Буланов Ю.А., Усов С.А. Усилители и радиоприемные устройства. – М.:. Высшая школа, 1980.
3. Арестов К.А., Яковенко Б.С. Основы электроники: Учебное пособие для техникумов.- М.: Радио и связь, 1988.
4. Гольцев В.Р., Богун В.Д., Хиленко В.И. Электронные усилители. – М.: Высшая школа, 1990.
5. Вайсбурд Ф.И., Панаев, Г.А., Савельев Б.Н. Электронные приборы и усилители.- М.: Радио и связь, 1987.
Приложение А
Усилитель низкой частоты. Перечень элементов
Обозначение
Наименование
Количество
Примечания
Конденсаторы
С1
К50-35-39мкФ-25В±10%
С2, С3
К50-35-4,7мкФ-25В±10%
К50-35-1,8мкФ-25В±10%
К50-35-180мкФ-25В±10%
Резисторы
С1-4-27кОм-0,125
C1-4-4,7кОм-0,125
C1-4-5,6кОм-0,125
R4, R8
C1-4-2,7кОм-0,125
C1-4-3,9кОм-0,125
C1-4-1,5кОм-0,125
С1-4-56Ом-0,25
C1-4-15Ом-0,125
C1-4-330Ом-1
Транзисторы
VT1
КТ3107Д
VT2
ГТ405А
VT3
КТ816А
VT4
Страницы: 1, 2
