Розрахунок резисторного  передкінцевого каскаду

ВСТУП

 

Технічна електроніка широко застосовується практично у всіх сферах науки і техніки, тому знання основ електроніки необхідно кожному інженеру. Багато задач вимірів, управління, інтенсифікації технологічних процесів, що з’являються в різних областях техніки, можуть бути успішно вирішені фахівцем знайомим з основами електроніки.

У наш час в техніці широко використовуються різні підсилювачі пристроїв. Підсилювачі скрізь оточують нас. В кожному радіоприймачі, телевізорі, комп’ютері, станку з числовими програмними управлінням є підсилюючі каскади.

В залежності від типу підсилюючого параметра підсилюючі пристрої розподіляють на підсилювачі струму, напруги та потужності.

В даному курсовому проекті вирішується задача проектування підсилювача низької частоти. В задачу входить вибір типу компонентів, з яких складається пристрій. Для розробки ПНЧ слід зробити попередній розрахунок та оцінити кількість і тип основних елементів.

Оптимізація вибору складових компонентів складається з того, що при проектуванні підсилювача слід використовувати такі елементи, щоб їх параметри забезпечували максимальну ефективність пристрою за заданими характеристиками, а також його економічність з точки зору витрат енергії мережі, та собівартості компонентів, що входять до нього.

 

Аналіз технічного завдання

Метою даної курсової роботи є проектування і розрахунок підсилювача низької частоти (ПНЧ). Призначення ПНЧ полягає в отриманні на заданому опорі кінцевого навантажувального пристрою необхідної потужності сигналу, що підсилюється.

Вихідні дані для розрахунку наступні:

Вихідна потужність P_вих= 15 Вт.

Опір навантаження R_н= 8 Ом.

Напруга джерела сигналу U_вх= 7 мВ.

Опір джерела сигналу R_дж= 100 Ом.

Смуга частот f_н = 30 Гц, f _в = 15000 Гц.

Коефіцієнт гармонік Кг=1,9%

Коефіцієнт частотних спотворень Мв=Мн=1,5 Дб

В якості елементної бази вибираємо біполярні транзистори, а також резистори і конденсатори. Оскільки опір навантаження малий, то можна було б використати вихідний трансформатор. Але це призвело б до збільшення частотних викривлень сигналу. Тому вихідний каскад обираємо двотактним безтрансформаторним. Опір джерела сигналу R_дж=100 Ом, що дозволяє обійтись без вхідного трансформатора.

Оскільки джерело вхідного сигналу розвиває дуже низьку напругу, то подавати сигнал безпосередньо на каскад підсилення потужності не має сенсу, оскільки при такій слабкій керуючій напрузі неможливо отримати значної зміни вихідного струму, а отже і вихідної потужності. Тому до складу структурної схеми ПНЧ, крім вихідного каскаду, який віддає необхідну потужність корисного сигналу в навантаження, необхідно ввести каскади попереднього підсилення

2. Розрахунок безтрансформаторного каскаду з потужністю у навантаженні P_Н ³5 Вт

Схема електрична принципова такого каскаду представлена на рис. 1.1

Рис.1.1 – Електрична схема без трансформаторного каскаду з потужністю у навантаженні P_Н ³5 Вт

Вибір типів транзисторів VT3 VT4 для такої схеми виконується  по значенням:

-Р_Кmax — максимальній допустимій потужності, що розсіюється на колекторі;

-F_Т — граничній частоті передачі струму;

-Е_К — ЕРС джерела живлення;

-І_Kmax — максимального значення імпульсу колекторного струму.

Визначаємо потужність сигналу у колекторному колі транзистора кінцевого каскаду:

P_~= 1,1 P_Н = 1,1∙15 = 16,5 Вт

Визначаємо граничну частоту:

= 2∙15∙10³∙50 = 1,5МГц

Визначаємо ЕРС джерела живлення:

^{= 36,33 В}

Визначаємо амплітуду колекторного струму:

=  2,031 А

За розрахованими значеннями цих параметрів обираємо транзистори таким чином, щоб зберігалися співвідношення

Р_{Кmax дов} ³ 0,25 Р_~ = 4,125 Вт

F_{т дов} ³ 2f_вh_21е = 1,5 МГц

U_{Kmax дов} ≥ 1.1E_K = 39,36 В

I_{Kmax дов} ≥ I_Kmax = 2,031 А

Довідникові дані обраних транзисторів заносимо у табл. 1.1

Тип транзистора	Структура	PКmax, Вт	IКmax, А	UКmax, В	FТ, МГц	h21e min	h21e max	Ск, пФ
КТ817Б	n-p-n	20	3	45	3	25	275	55
КТ816Б	p-n-p	20	3	45	3	25	275	115

Таблиця 1

Вибираємо типи транзисторів VT1 та VT2 :

Визначаємо орієнтовну амплітуду імпульсу базового струму транзис­торів VT3 та VT4:

, ^{= 0,12 А}

де  h_{21e min} вибираємо з таблиці 1.4.

Визначаємо амплітуду імпульсу колекторного струму транзисторів VT1 та VT2:

. = 0,144-0,156 А

 

Визначаємо потужність у колекторному колі транзисторів VT1 та VT2, яку необхідно мати у вхідному колі VT3 та VT4:

 

, ^{= 0.94 Вт}

 

де К_РКК – коефіцієнт підсилення за потужністю транзисторів VT3 та VT4 кінцевого каскаду:

.

 

Гранична частота F_T та максимальна напруга U_КЕmax  цих транзисторів такі самі, як і для вихідних – VT3 та VT4:

 

^{= 39.36 B}

.^{= 1.5MГц}

 

За розрахованими значеннями цих параметрів обираємо тип транзисторів таким чином, щоб зберігалися співвідношення:

Р_{Кmax дов} ³ 0,25 Р_~ = 0,28 Вт

F_{т дов} ³ 2f_вh_21е = 1,5 МГц

 

U_{Kmax дов} ≥ 1.1E_K = 43,6 В

 

I_{Kmax дов} ≥ I_Kmax = 0,187 А

 

Довідкові дані обраних транзисторів заносимо у таблицю 1.2.

 

Тип транзистора	Структура	PКmax, Вт	IКmax, А	UКmax, В	FТ, МГц	h21e min	h21e max	Ск, пФ
КТ530A	n-p-n	0.5	1	60	100	180	500	50
КТ529A	p-n-p	0.5	1	60	100	180	500	50

Таблиця 2

Розрахунок резисторного  передкінцевого каскаду

Принцепова електрична схема каскаду представлена на рис 1.2

---

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 49; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

12Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!