Методические указания по выполнению курсовой работы
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
ЭЛЕКТРОНИКА
Учебно-методическое пособие по курсовой работе для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению подготовки 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств»
Калининград
2016
УТВЕРЖДЕНО
Ректором Калининградского государственного технического университета
«____» __________2016 г.
АВТОРЫ – Румянцев А.Н., зав. кафедрой автоматизации производственных процессов Калининградского государственного технического университета, к.т.н., доцент
Шамаев Е.П., доцент той же кафедры
Учебно-методическое пособие рассмотрено и одобрено кафедрой автоматизации производственных процессов Калининградского государственного технического университета«20» ноября2015 г., протокол № 3
Учебно-методическое пособие рекомендовано к изданию методической комиссией факультета автоматизации производства и управления «23» ноября 2015 г., протокол № 3
РЕЦЕНЗЕНТ – Павликов С.А., к.т.н., доцент кафедры электрооборудования и автоматики судов Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота
Ó Калининградский государственный технический университет, 2016 г.
Содержание
Задание на курсовую работу 4
|
|
|
Методические указания по выполнению курсовой работы 7
Расчет усилителя мощности 9
Пример 1. Расчет бестрансформаторного усилителя мощности
С однополярным питанием 9
Пример 2. Расчет бестрансформаторного усилителя мощности
С двухполярным питанием 18
Расчет стабилизатора напряжения 25
Пример 3. Расчет компенсационного стабилизатора напряжения на
Операционном усилителе (ОУ) с ограничением выходного тока
И защитой от короткого замыкания 25
Пример 4. Расчет импульсного стабилизатора напряжения
С ограничением тока и широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)
С использованием микросхемы m А74 S 40 фирмы Fairchild 32
|
|
|
Расчет выпрямителя и трансформатора 38
Пример 5. Расчет мостового выпрямителя с емкостным фильтром 38
Пример 6. Расчет мостового выпрямителя с индуктивно-емкостным
Фильтром 40
Пример 7. Расчет силового трансформатора, работающего на частоте
Гц 42
Оформление расчетно-пояснительной записки 45
Список литературы 47
Приложение 1. Паспортные данные транзисторов, диодов и стабилитронов 49
Приложение 2. Числовые значения рядов выпускаемых резисторов,
Конденсаторов и их типы 62
Приложение 3. Основные параметры силовых трансформаторов 65
|
|
|
Приложение 4. Титульный лист курсовой работы 68
Приложение 5. Перечень электро-радио элементов 69
Задание на курсовую работу
Курсовая работа включает выбор по своему варианту задания одной из двух структурных электрических схем (Рис. 1а. или Рис. 1б.), электрической принципиальной схемы усилителя мощности (Рис. 2. или Рис. 4.) , стабилизатора напряжения (Рис. 5. или Рис. 6.), выпрямителя с фильтром (Рис. 8. или Рис. 9.) , параметров силового трансформатора и их расчет, написание пояснительной записки и выполнение чертежа принципиальной электрической схемы.
Структурная электрическая схема усилителя мощности с однополярным источником питания приведена на рис.1а.
Рис. 1а. Структурная электрическая схема усилителя мощности с источником питания
A1 - усилитель мощности; A2 - стабилизатор напряжения; A3 - сглаживающий фильтр;
A4 - выпрямитель; A5 - силовой трансформатор; 
и 
–действующие значения переменного напряжения входного и выходного сигналов усилителя мощности; 
- сопротивление нагрузки; 
и 
– среднее значение постоянного напряжения на входе и выходе фильтра; 
- действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора; 
- сетевое напряжение; 
– напряжение питания усилителя.
|
|
|
На рис. 1б показана структурная электрическая схема усилителя мощности
с двухполярным источником питания.
Рис. 1б. Структурная электрическая схема усилителя мощности с двухполярным источником питания
A1 – усилитель мощности; A2.1, A2.2 – стабилизаторы напряжения; A3.1,A3.2 - сглаживающие фильтры; A4.1,A4.2 - выпрямители; A5 – силовой трансформатор;
– действующее значение сетевого переменного напряжения; – действующее значение переменного напряжения на вторичных обмотках трансформатора; , 
- действующие значения переменного входного и выходного напряжений; 
– напряжение питания усилителя; 
- сопротивление нагрузки.
Вариант задания студент выбирает по номеру своей зачетной книжки
с использованием данных, приведенных в таблице 1. Для студентов дневного отделения вариант задания указывает преподаватель по списку группы.
\
Таблица 1
| Варианты заданий | ||||||||||
| Цифра номера зачетной книжки | ||||||||||
| Послед няя цифра | Предпоследняя цифра | |||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 0 | 10A4 | 15B4 | 20C4 | 25D4 | 30A4 | 35B4 | 40C4 | 45D4 | 50A4 | 55B4 |
| 1 | 60C4 | 65D4 | 70A4 | 75B4 | 80C4 | 85D4 | 90A4 | 95B4 | 10A8 | 15B8 |
| 2 | 20C8 | 25D8 | 30A8 | 35B8 | 40C8 | 45D8 | 50A8 | 55B8 | 60C8 | 65D8 |
| 3 | 70A8 | 75B8 | 80C8 | 85D8 | 90A8 | 95B8 | 10B4 | 15C4 | 20D4 | 25A4 |
| 4 | 30B4 | 35C4 | 40D4 | 45А4 | 50B4 | 55C4 | 60D4 | 65A4 | 70B4 | 75С4 |
| 5 | 80D4 | 85А4 | 90B4 | 95С4 | 10B8 | 15C8 | 20D8 | 25A8 | 30B8 | 35C8 |
| 6 | 40D8 | 45A8 | 50В8 | 55С8 | 60D8 | 65A8 | 70B8 | 75C8 | 80D8 | 85A8 |
| 7 | 90B8 | 95C8 | 10C4 | 15D4 | 20A4 | 25B4 | 30C4 | 35D4 | 40A4 | 45B4 |
| 8 | 50C4 | 55D4 | 60A4 | 65B4 | 70C4 | 75D4 | 80A4 | 85B4 | 90C4 | 95D4 |
| 9 | 10C8 | 15D8 | 20A8 | 25B8 | 30C8 | 35D8 | 40A8 | 45B8 | 50C8 | 55D8 |
Примечание:
Расшифровка обозначения вариантов задания:
- левое двухразрядное число от буквы указывает выходную мощность усилителя мощности, Вт;
- правое одноразрядное число после буквы указывает значение сопротивления нагрузки усилителя, Ом.
Буква указывает на тип усилителя мощности (УМ) и стабилизатора напряжения:
- A - однополярный УМ с импульсным стабилизатором напряжения;
- B - однополярный УМ с непрерывным стабилизатором напряжения;
- C - двухполярный УМ с импульсным стабилизатором напряжения;
- D - двухполярный УМ с непрерывным стабилизатором напряжения.
Пример варианта задания: 10A4 - означает, что 
= 10 Вт, УМ с однополярным питанием и с импульсным стабилизатором напряжения, 
Методические указания по выполнению курсовой работы
Общие организационно-методические указания
Курсовая работа по расчету усилителя мощности со стабилизированным источником питания выполняется студентами на втором курсе. Основными задачами, решаемыми в ходе её выполнения, являются:
1) овладение методами расчета наиболее распространенных электронных устройств, применяемых в современных системах автоматизации;
2) умение пользоваться технической и справочной литературой при обосновании выбора электро-радиоэлементов;
3) составление документации и оформление графических материалов в соответствии
с требованиями ЕСКД и ГОСТов.
Самостоятельно выполненная курсовая работа при соответствующей проработке теоретического материала способствует усвоению учебной дисциплины. Поэтому перед выполнением каждого её раздела необходимо изучить теоретический материал, изложенный в соответствующих главах литературы [1… 5, 13…16].
Усилитель мощности и стабилизированный источник питания являются одними из наиболее распространенных узлов электронных устройств автоматики. В задание курсовой работы входит расчет усилителя мощности и стабилизированного источника питания.
В учебно-методическом пособии рассматриваются примеры расчета электронных схем. Студенты могут их использовать в соответствии со своими вариантами заданий. Допускается также применять другие схемотехнические решения, элементную базу, методики расчета. Но их характеристики должны быть не хуже тех, которые имеют схемы, рассматриваемые в методических указаниях.
Учебно-методическое пособие содержит таблицу вариантов заданий, методические разработки по выполнению расчетов электронных узлов, список рекомендуемой литературы.
В приложении приведен справочный материал:
- технические характеристики некоторых типов транзисторов и их семейства входных и выходных вольт-амперных характеристик (ВАХ), диодов, стабилитронов;
- таблицы номинальных значений выпускаемых резисторов и конденсаторов, рядов их номинальных величин Е6, Е12,E24;
- технические характеристики некоторых типов резисторов и конденсаторов;
- таблицы рекомендуемых значений параметров силовых трансформаторов;
- правила оформления титульного листа, перечня электро-радиоэлементов.
Работы, выполненные не по своему варианту, не зарегистрированные методистом (для студентов заочного отделения) на соответствующей кафедре, к защите не принимаются.
Курсовая работа состоит из двух основных частей: расчетно-пояснительной записки и графических чертежей. На листе формата А3 или А2 изображается электрическая принципиальная схема всего устройства.
Расчет всех устройств ведется по примерам (пример 1 – пример 7). Пояснительная записка составляется в том же порядке и содержит рисунки схем, пояснения по их работе и расчеты. Каждая формула должна содержать не только буквенные обозначения и ответ с указанием физической величины, но и числовые значения всех переменных в нее входящих в одной системе. Например:
При написании числовых значений параметров целая часть числа и мантисса разделяются запятой, например, 
Вт. Единицы измерения параметров обозначаются в соответствии с требованиями системы единиц СИ (SI).
Чертеж принципиальной электрической схемы составляется путем соединения схем устройств приведенных в примерах. При этом, каждое устройство можно рассматривать в виде четырехполюсника, с двумя входными и двумя выходными линиями. Соединять необходимо выходы предыдущего устройства со входами последующего.
При оценке курсовой работы учитываются знания студента принципов работы электрических принципиальных схем, отдельных электронных элементов, самостоятельность принятых решений, качество оформления расчетно-пояснительной записки и графических чертежей. На защите студент должен показать знание принципа действия всех устройств по принципиальной электрической схеме, физические основы работы электро-радиоэлементов, объяснить применяемые в расчетах формулы.
Расчет усилителя мощности
Усилители мощности применяются для усиления сигнала с целью обеспечения заданной мощности в нагрузке. Усилители мощности бывают однотактные и двухтактные, трансформаторные и бестрансформаторные. Однотактные усилители часто применяют при относительно малых мощностях. Как правило, в однотактной схеме выходной транзистор работает в режиме класса А, в двухтактной схеме выходные транзисторы - в режимах
классов АВ или В.
В данной курсовой работе рассчитываются двухтактные бестрансформаторные усилители. Для питания усилителей используются один или два источника напряжения.
К основным характеристикам усилителя мощности относятся: мощность в нагрузке, напряжение питания, коэффициенты усиления и нелинейных искажений, коэффициент полезного действия (КПД), полоса пропускания и др.
При расчете усилителя мощности обычно бывают заданы мощность в нагрузке и сопротивление нагрузки . Расчет усилителей мощности производится графоаналитическим или аналитическим методами.
Ниже приведены примеры расчетов усилителей мощности.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 152; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!