На тему: «расчёт усилителя мощности низкой частоты»

Курсовой проект

На тему: «Расчёт усилителя мощности низкой частоты»

 

 

Харьков 2009

Реферат

 

В данном курсовом проекте рассчитывается усилитель мощности низкой частоты. Производится составление функциональной схемы, а по ней синтезируется электрическая схема на дискретных элементах.

Расчёт ведётся графоаналитическим методом по входным и выходным вольтамперным характеристикам.

В состав УНЧ входят: усилитель мощности, фазоинверсный каскад, предварительный усилитель, собранный на ОУ.

Ключевые слова:

УНЧ - усилитель низкой частоты;

ОУ - операционный усилитель;

Введение

Оконечные каскады выполняются по схеме с трансформаторной связью, либо по схеме с безтрансформаторной связью. Трансформаторную связь применяют, когда сопротивление нагрузки меньше выходного сопротивления каскада. Поэтому в настоящем проекте рассчитывается усилитель с трансформаторной связью.

Транзисторы и способ их включения, схема каскада и режим работы транзисторов выбираются из условий обеспечения заданной выходной мощности и максимального к.п.д. при заданных частотных искажениях. Оконечные каскады могут выполняться по однотактной или двухтактной схеме. Однотактная схема позволяет сэкономить один транзистор, но не может обеспечить к.п.д. выше 30%.

Двухтактная схема может обеспечить кпд до 78% при коэффициенте гармоник 7-12%. Габариты выходного трансформатора из-за отсутствия тока подмагничивания значительно уменьшаются. Выходная мощность достигает величины в 1.5 раза большей, чем мощность, рассеиваемая на коллекторах транзисторов.

Транзисторы могут быть включены либо по схеме с общей базой, либо общим эмиттером, либо общим коллектором.

После выбора схемы оконченного каскада и режима работы выбирается транзистор, удовлетворяющий следующим условиям:

1. Допустимая мощность рассеяния на коллекторе должна быть не ниже максимальной рассеиваемой при заданной максимальной температуре окружающей среды.

2. Предельная частота коэффициента передачи тока должна быть выше верхней заданной частоты для того, чтобы искажения, вносимые транзистором, были, возможно, меньшими.

Техническое задание

1. Диапазон частот f_н=80 Гц; f_в=13 кГц

2. Допустимые частотные искажения М_н=1,2дБ; М_в=1,3 дБ

3. Выходная мощность Р_вых=2,3 Вт

4. Сопротивление внешней нагрузки R_н=2,7Ом

5. Данные источника сигнала U_и=1,3 мВ; R_и=170 Ом

6. Допустимый коэффициент гармоник К_г£ 2,5%

7. Диапазон изменения температуры Т=-20^О +40^ОС

Предварительный расчёт

Рисунок 2 – Функциональная схема усилителя

 

Расчет частотных характеристик

Заключение

 

Из проведенной работы следует, что полученная частотная характеристика расчетной схемы полностью удовлетворяет условиям задания.

Работа демонстрирует основы расчета усилителя низкой частоты с трансформаторной связью между каскадами, что позволяет достичь полного согласования нагрузки (входного сопротивления последующего каскада) с выходным сопротивлением транзистора, а, следовательно, максимального усиления мощности в каждом каскаде. Недостатки данной схемы – большие габаритные размеры и масса, высокая стоимость, а также худшие АЧХ и ФЧХ. Трансформаторная связь используется между каскадами тогда, когда предъявляется требование высокой экономичности усилителя, например: в портативных устройствах. В современной радиотехнике используются более новые и современные элементы, но принципы построения цепей в большинстве случаев остаются одинаковыми.

Схема неудобна тем, что для согласования используются не только эмиттерный повторитель, но и трансформатор. Это значительно увеличивает в размере готовый УНЧ.

Спроектированный усилитель должен питаться от двух источников питания, т.к. ОУ питается от двухполярного источника, а фазоинверсный и оконечный каскады от однополярного. Это затрудняет использование усилителя в переносных устройствах.

Схема настраивается относительно несложно из-за применения ОУ в предварительном усилителе, вместо двух усилительных каскадов на транзисторах. Также применение ОУ значительно уменьшило низкочастотные искажения.

Расчет частотной характеристики усилителя показал, что частотные искажения в полосе пропускания усилителя не превышают значений заданных в техническом задании:

 = 80 Гц,

 = 0,831,

= 0,85,

следовательно < .

 = 13 кГц,

 = 0,623,

 = 0,680,

следовательно < .

Источники информации

1. Методические указания к курсовому проекте «Расчёт усилителя мощности низкой частоты». Гуртовая Е.П. – Харьков: НТУ “ХПИ”, 2007. – 41 с.

2. Конспект лекций по курсу «Основы радиоэлектроники».

3. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник. Под ред. Б.Л. Перельмана – М.: Радио и Связь, 1981 – 656 с.

Приложение

Курсовой проект

На тему: «Расчёт усилителя мощности низкой частоты»

 

 

Харьков 2009

Реферат

 

В данном курсовом проекте рассчитывается усилитель мощности низкой частоты. Производится составление функциональной схемы, а по ней синтезируется электрическая схема на дискретных элементах.

Расчёт ведётся графоаналитическим методом по входным и выходным вольтамперным характеристикам.

В состав УНЧ входят: усилитель мощности, фазоинверсный каскад, предварительный усилитель, собранный на ОУ.

Ключевые слова:

УНЧ - усилитель низкой частоты;

ОУ - операционный усилитель;

Введение

Оконечные каскады выполняются по схеме с трансформаторной связью, либо по схеме с безтрансформаторной связью. Трансформаторную связь применяют, когда сопротивление нагрузки меньше выходного сопротивления каскада. Поэтому в настоящем проекте рассчитывается усилитель с трансформаторной связью.

Транзисторы и способ их включения, схема каскада и режим работы транзисторов выбираются из условий обеспечения заданной выходной мощности и максимального к.п.д. при заданных частотных искажениях. Оконечные каскады могут выполняться по однотактной или двухтактной схеме. Однотактная схема позволяет сэкономить один транзистор, но не может обеспечить к.п.д. выше 30%.

Двухтактная схема может обеспечить кпд до 78% при коэффициенте гармоник 7-12%. Габариты выходного трансформатора из-за отсутствия тока подмагничивания значительно уменьшаются. Выходная мощность достигает величины в 1.5 раза большей, чем мощность, рассеиваемая на коллекторах транзисторов.

Транзисторы могут быть включены либо по схеме с общей базой, либо общим эмиттером, либо общим коллектором.

После выбора схемы оконченного каскада и режима работы выбирается транзистор, удовлетворяющий следующим условиям:

1. Допустимая мощность рассеяния на коллекторе должна быть не ниже максимальной рассеиваемой при заданной максимальной температуре окружающей среды.

2. Предельная частота коэффициента передачи тока должна быть выше верхней заданной частоты для того, чтобы искажения, вносимые транзистором, были, возможно, меньшими.

Техническое задание

1. Диапазон частот f_н=80 Гц; f_в=13 кГц

2. Допустимые частотные искажения М_н=1,2дБ; М_в=1,3 дБ

3. Выходная мощность Р_вых=2,3 Вт

4. Сопротивление внешней нагрузки R_н=2,7Ом

5. Данные источника сигнала U_и=1,3 мВ; R_и=170 Ом

6. Допустимый коэффициент гармоник К_г£ 2,5%

7. Диапазон изменения температуры Т=-20^О +40^ОС

Предварительный расчёт