Структурная схема усилителя с одноканальной обратной связью

Стр 1 из 10Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Северо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева

Факультет энергетики и машиностроения

Кафедра радиоэлектроники и телекоммуникаций

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для выполнения курсовой работы

по дисциплине «Электроника и схемотехника аналоговых устройств 2»

на тему: «Расчет усилителя многоканальной системы связи»

для специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

всех форм обучения

Петропавловск 2008 г.

Содержание

1. Содержание и порядок выполнения курсовой работы	2
1.1 Цель курсовой работы	2
1.2 Задание на курсовую работу	4
1.3 Последовательность выполнения курсовой работы	4
2. Эскизный расчет усилителя	6
2.1 Структурная схема усилителя с одноканальной обратной связью	6
2.2 Выбор транзистора и расчет режима работы выходного каскада	8
2.3 Расчет необходимого значения глубины обратной связи	13
2.4 Определение числа каскадов усилителя и выбор транзисторов предварительных каскадов	14
2.5 Проверка выполнения условий стабильности коэффициента усиления	16
3. Выбор схемы цепи усиления и расчет по постоянному току	20
3.1 Варианты построения К-цепи	20
3.2 Расчет каскадов усилителя по постоянному току	23
4. Расчет коэффициента усиления и параметров АЧХ	29
5. Расчет пассивных узлов структурной схемы усилителя	35
5.1 Выбор и расчет входной и выходной цепей	35
5.2 Расчет элементов цепи обратной связи	41
5.3 Расчет конденсаторов высокочастотного обхода	44
6. Составление принципиальной схемы усилителя	47
7. Подготовка к защите курсовой работы	55
7.1 Примеры характерных вопросов и ответов	55
Список литературы	58
Приложения	59

Содержание и порядок выполнения курсовой работы

1.1 Цель курсовой работы

Целью данной курсовой работы является расчет усилителя с одноканальной комбинированной обратной связью. Подобные усилители находят широкое применение в аппаратуре кабельных многоканальных систем передачи с частотным разделением каналов и предназначены для компенсации затухания в линии и в пассивных цепях.

Особенности проектирования таких усилителей заключаются в том, что по ряду показателей - линейности, стабильности коэффициента усиления, входного и выходного сопротивлений, помехозащищенности - к данным устройствам предъявляются достаточно высокие требования, так как некачественная работа хотя бы одного из них на линии приводит к ухудшению или нарушению связи по всем каналам данной системы. Поскольку носителем информации в аналоговой линии связи является форма сигнала, наиболее жесткие требования накладываются на уровень нелинейных искажений, количественно оцениваемый коэффициентом гармоник k_г.

Реализация высоких качественных показателей усилителей может быть обеспечена только путем введения глубокой отрицательной обратной связи (ОС). При этом, как правило, предъявляется требование согласования входного и выходного сопротивлений усилителя соответственно с сопротивлением источника сигнала R₁ и внешней нагрузкой R₂. Получение требуемых и стабильных значений входного R_вх и выходного R_вых сопротивлений усилителя приводит к необходимости применения комбинированной ОС, что обеспечивается соответствующим построением входной и выходной цепей.

1.2 Задание на курсовую работу

Задание на курсовую работу представляет собой технические условия, по которым надлежит спроектировать многокаскадный усилитель на транзисторах.

В задании индивидуально каждому студенту указываются следующие данные:

- номинальная выходная мощность Р₂;

- номинальное выходное сопротивление нагрузки R_вых_F (здесь и далее параметры с индексом F относятся к усилителю с ОС);

- сопротивление нагрузки R₂;

- допустимый коэффициент гармоник k_г_F;

- рабочий диапазон частот [ f_н ; f_в];

- модуль коэффициента усиления с ОС на средних частотах K_F;

- относительная нестабильность коэффициента усиления S_F;

- номинальное входное сопротивление R_вх_F;

- внутреннее сопротивление источника сигнала R₁;

- рабочий диапазон значений температуры t_cmin, t_cmax;

- напряжение источника питания E₀.

Варианты заданий на курсовую работу приведены в табл. П.4.1 (приложение 4), где для всех вариантов t_cmin = -20°С.

1.3 Последовательность выполнения курсовой работы

Выполнение курсовой работы следует начинать с эскизного расчета усилителя, предварительно прочитав (внимательно просмотрев) методические указания полностью.

1. Эскизный расчет усилителя:

a) Выбрать транзистор выходного каскада;

b) Рассчитать режим работы выходного каскада;

c) Рассчитать требуемую глубину ОС F;

d) Выбрать транзисторы предварительных каскадов и рассчитать коэффициент трансформации входного трансформатора n’;

e) Рассчитать число каскадов усилителя N;

f) Проверить выполнение условия стабильности коэффициента усиления и уточнить глубину ОС F.

2. Построение и расчет цепи усиления (К-цепи) по постоянному току:

a) Построить схему К-цепи усилителя;

b) Выбрать режим работы транзисторов предварительных каскадов и нанести выбранные токи и напряжения в цифрах на схему К-цепи;

c) Рассчитать сопротивление резисторов схемы;

3. Расчет коэффициентов усиления и параметров АЧХ:

a) Рассчитать коэффициенты усиления каскадов и общий коэффициент усиления;

b) Уточнить число каскадов;

c) Рассчитать частоты полюсов передаточной функции К-цепи;

d) Уточнить типы транзисторов предварительных каскадов.

4. Расчет пассивных узлов структурной схемы усилителя:

a) Выбрать и рассчитать входную и выходную цепи;

b) Рассчитать элементы цепи ОС;

c) Рассчитать емкости высокочастотного обхода.

5. Составление полной принципиальной схемы усилителя, выводы по результатам проектирования:

a) На основании ранее проделанного расчета отдельных узлов схемы построить полную принципиальную схему усилителя;

b) Рассчитать емкости разделительных и блокировочных конденсаторов схемы;

c) Выбрать номинальные значения числовых значений параметров принципиальной схемы (резисторов и конденсаторов) согласно шкале ГОСТ или ряду конкретного типа элемента таблицы;

d) Сделать выводы по результатам проделанной работы и о соответствии спроектированного усилителя требованиям технического задания.

2. Эскизный расчет усилителя

Цель эскизного расчета - выбор типов транзисторов и предварительный расчет числа каскадов усилителя.

На этом этапе проектирования, предполагающем анализ (перебор) вариантов решений, целесообразно использовать простые приближенные формулы и поверочные неравенства, позволяющие быстро отбраковать неподходящие варианты и выбрать только те, которые будут удовлетворять условиям технического задания.

Структурная схема усилителя с одноканальной обратной связью

Коэффициент усиления усилителя с глубокой одноканальной ОС (рис. 2.1) определяется параметрами пассивных цепей [1, 2]

(2.1)

Структурная схема усилителя без цепи ОС (цепь усиления) показана на рис. 2.2.

Рисунок 2.1 – Структурная схема усилителя с одноканальной обратной связью

Рисунок 2.2 – Цепь усиления

Цепь усиления должна иметь коэффициент усиления, достаточный для получения заданного значения K_F и необходимого значения глубины обратной связи F. Цепь усиления содержит 2 - 4 каскада и функционально разделяется на выходной каскад и предварительные каскады усиления. Основное назначение выходного каскада заключается в обеспечении в нагрузке R₂ заданной мощности сигнала Р₂ при допустимом уровне нелинейных искажений. Основное усиление по напряжению создают предварительные резисторные каскады, среди которых особое место занимает входной каскад, определяющий коэффициент шума цепи усиления.

Цепь ОС представляет собой пассивный четырехполюсник с вносимым коэффициентом передачи В₀. Нагрузкой цепи ОС является сопротивление входного шестиполюсника на зажимах 6 - 6 R'_г (рис. 2.1), а эквивалентным генератором с внутренним сопротивлением R"_г – выходной шестиполюсник (на зажимах 5 - 5).

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 376; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!