Министерство высшего и общего образования Российской Федерации
Саратовский Государственный Технический Университет
Кафедра Приборостроение
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему
Расчет широкополосного усилителя мощности
Выполнил: ст. гр. ПБС-31
Федоров А.П.
Проверил: доцент Захаров Ю.А.
Саратов 2003
Пояснения
Курсовая работа 13 с., 3 рис., 3 табл., 2 схемы, 5 источников.
УСИЛИТЕЛЬ, ТРАНЗИСТОР, КАСКАД, ЧАСТОТНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ, КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ
В данной курсовой работе производится расчет широкополосный усилителя мощности, а также различных стабилизирующих и корректирующих цепей.
Цель работы - приобретение навыков расчета номиналов элементов усилительного каскада, подробное изучение существующих корректирующих и стабилизирующих цепей, умения выбрать необходимые схемные решения на основе требований технического задания.
В процессе работы были осуществлены инженерные решения (выбор транзисторов, схем стабилизации и коррекции) и расчет номиналов элементов схем.
В результате работы получили готовую схему усилительного устройства с известной топологией и номиналами элементов, которую можно использовать для практического применения.
Полученные данные могут использоваться при создании реальных усилительных устройств.
Введение
Основная цель работы - получение необходимых навыков практического расчета радиотехнического устройства (усилителя мощности), обобществление полученных теоретических навыков и формализация методов расчета отдельных компонентов электрических схем.
Усилители электрических сигналов применяются во многих областях современной науки и техники. Особенно широкое применение усилители имеют в радиосвязи и радиовещании, радиолокации, радионавигации, радиопеленгации, телевидении, звуковом кино, дальней проводной связи, технике радиоизмерений, где они являются основой построения всей аппаратуры.
Кроме указанных областей техники, усилители широко применяются в телемеханике, автоматике, счетно-решающих и вычислительных устройствах, в аппаратуре ядерной физики, химического анализа, геофизической разведки, точного времени, медицинской, музыкальной и во многих других приборах.
Как правило, усилители осуществляют усиление электрических колебаний с сохранением их формы. Усиление происходит за счет электрической энергии источника питания. Таким образом, усилительные элементы обладают управляющими свойствами.
Устройство, рассматриваемое в данной работе, может широко применяться на практике. Оно имеет немалое научное и техническое значение благодаря своей универсальности и широкой области применения.
Задание
Диапазон частот: от 40 Гц до 4 МГц;
Амплитуда напряжения на выходе: 5 В;
Сопротивление нагрузки: 1 МОм;
Емкость нагрузки: 20 пФ;
Напряжение генератора: 0.05 В;
Сопротивление генератора: 100 Ом;
Допустимые частотные искажения: 3 dB;
Ступенчатая регулировка усиления: 30 dB.
Расчет входного каскада
Усилительный каскад на биполярном транзисторе ГТ311Л, включенном по схеме с общим эмиттером.
Параметры транзистора:
Германиевый, n-p-n структуры;
Коэффициент усиления тока базы b = 150…300;
Предельная частота коэффициента передачи тока ¦т = 600 МГц;
Емкость коллектора Ск = 2.5 пФ при Uк = 5 В;
Сопротивление базы rб = 51 Ом и т.д.
Рис. 1 - Транзистор ГТ311
Рис. 2 - Усилительный каскад с ОЭ
Зададимся величиной сопротивления в цепи коллектора Ом. Эквивалентное выходное сопротивление Rэкв, как параллельное соединение Rк и Rн, из-за большой величины Rн, равно 1000 Ом.
Рабочая точка: В А.
Напряжение питания: 15 В.
Сопротивление входа:
Выходное сопротивление:
Коэффициент усиления:
Расчет нижней граничной частоты.
Расчет верхней граничной частоты.
Площадь усиления всего усилителя по ТЗ должна быть:
Площадь усиления рассчитанного каскада:
Расчет величины Rб.
Распределение частотных искажений
Частотные искажения распределены поровну между элементами Сс1, Сс2, Сс3. Величина частотных искажений для каждого из них определяется следующей формулой:
,
где n – число элементов.
Таким образом, на каждый элемент Сс приходятся ЧИ величиной до 1 dB.
Расчет регулировки усиления
В усилителе заданием предусмотрена ступенчатая регулировка усиления Dp = 30 dB.
Рис. 3 - Схема регулировки усиления
Задавшись величиной одного из резисторов делителя, можно определить величину другого, в соответствии с формулой:
Пусть R2 = 1 кОм,
- в разах.
-
Расчет оконечного каскада (буферного)
Транзистор включен по схеме с общим коллектором.
Коэффициент усиления:
Входное сопротивление:
Выходное сопротивление:
Расчет нижней граничной частоты:
Расчет верхней граничной частоты:
Верхняя частота для всего усилителя:
Расчет параметров обратной связи
Входной каскад охвачен параллельной обратной связью по напряжению.
Фактор обратной связи: F=285.32/100=3
Коэффициент обратной связи:
Величина сопротивления ОС определяется по формуле:
На граничные частоты ОС влияет следующим образом:
Коэффициент усиления:
Частота для всего усилителя соответственно измениться:
Заключение
В результате выполненной курсовой работы получена схема электрическая принципиальная широкополосного усилителя мощности.
Найдена топология элементов и их номиналы. Коэффициент усиления – 90 дБ, напряжение источника питания – 15 В. Усилитель рассчитывался для работы на полосе пропускания от 40 Гц до 4 Мгц.
Список литературы
1. Бялик Г.И. Широкополосные усилители. 1956.
2. Горбань Б.Г. Широкополосные усилители на транзисторах. М.: Энергия, 1975.
3. Деарт Ю.Н. Проектирование и расчет ШПУ. М.: 1972.
4. Шукстов В.Н. Исследование характеристик и параметров БТ в схеме с ОЭ. УПИ, 1990.
5. Остапенко Г.С. Усилительные устройства. М.: Радио и связь, 1989.
Приложение 1
Схема 1 - Принципиальная схема
Приложение 2
Схема 2 - Расположение элементов на печатной плате (без регулировки усиления)
Другие работы по теме:
Усилитель мощности класса Б КУРСАЧ
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ” КАФЕДРА ФІЗИЧНОЇ ТА БІОМЕДИЧНОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ
Расчет усилителя низкой частоты
Реферат Курсовая работа оформлена на 35 страницах машинописного текста, содержит 18 рисунков, 16 источников использованной литературы и 5 приложений.
Расчет импульсного усилителя
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ (ТЕХН. УНИВЕРСИТЕТ)
Расчет усилителя на транзисторе
Министерство образования РФ Уральский Государственный Технический Университет Кафедра Автоматика и управление в технических системах РАСЧЕТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ
Расчет усилителя на биполярном транзисторе
Расчетно-графическая работа по курсу электроники. Расчет однокаскадного усилителя. Вариант №25. Задание: Требуется рассчитать однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе, схема которого приведена ниже. В этой схеме тип транзистора определяется полярностью заданного напряжения.
Многокаскадные усилители
ВВЕДЕНИЕ В большинстве случаев одиночные каскады не обеспечивают необходимое усиление и заданные параметры усилителей. Поэтому усилители, которые применяют в аппаратуре связи и измерительной технике, многокаскадные. При анализе и расчете многокаскадного усилителя необходимо определить общий коэффициент усиления усилителя, искажения, вносимые им, распределять их по каскадам, определить требование к источникам, решить вопросы введения обратных связей и т.д.
Низкочастотный усилитель напряжения
Расчет элементов усилителя напряжения низкой частоты Амплитуда входного сигнала 1 мВ Сопротивление генератора входного сигнала 5 кОм Амплитуда выходного сигнала 5 В
Расчет схемы широкополосного усилителя
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РЯЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ Кафедра ПЭл Пояснительная записка к курсовому проекту по курсу:
Расчет RC-генератора на терморезисторе
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ Факультет информационных технологий Кафедра электроники
Проектирование широкополосного усилительного устройства
Понятие и структура, основные элементы и принцип действия широкополосных усилителей, особенности их практического использования. Методы исследования, расчета и проектирования широкополосных усилителей гармонических сигналов и импульсных сигналов.
Низкочастотный усилитель напряжения
Расчет элементов усилителя напряжения низкой частоты по заданным параметрам. Расчет усилительного каскада на транзисторе структуры p-n-p, включенного по схеме с ОЭ по постоянному току (1-ый и 2-ой каскад). Методика определения емкостей элементов.
Расчет оконечного каскада передатчика
Параметры расчета предварительного и оконечного каскадов передатчика на биполярных транзисторах. Расчёт оконечного каскада. Параметры транзистора 2Т903А. Результат расчёта входной цепи. Результаты расчёта коллекторной цепи. Расчёт предоконечного каскада.
Расчет усилителя на биполярном транзисторе
Расчетно-графическая работа по курсу электроники. Расчет однокаскадного усилителя. Вариант №25. Задание: Требуется рассчитать однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе, схема которого приведена ниже. В этой схеме тип транзистора определяется полярностью заданного напряжения.
Усилители
Практическое занятие №12 Изучение методов измерения основных параметров операционных усилителей Характеристики операционного усилителя. Цели:
Усилитель мощности
Разработка усилителя мощности, с использованием операционных усилителей, класс работ АБ (вид и спад амплитудно-частотных характеристик не имеет значения) с заданными параметрами выходной мощности, тока нагрузки, входного напряжения, диапазона частот.
Транзисторный безтрансформаторный каскад усилителя
Широкое применение безтрансформаторных усилителей мощности. Выполнение современных усилителей небольшой мощности по безтрансформаторным схемам для уменьшения габаритов, массы, стоимости и расширения полосы пропускания устройства. Выбор типа транзистора.
Расчёт импульсного усилителя
Усилительный каскад с применением транзистора как основа электроники. Расчет импульсного усилителя напряжения с определенным коэффициентом усиления. Выбор схемы усилителя и транзистора. Рабочая точка оконечного каскада. Расчет емкостей усилителя.
Расчет трансформаторного усилителя
Методика расчета двухкаскадного трансформаторного усилителя мощности, выполненного на кремниевых транзисторах структуры p-n-p, и его КПД. Особенности составления эквивалентной схемы усилителя для области средних частот с учетом структуры транзисторов.
Преобразование сигналов и помех радиотехническими цепями
Отклик на выходе резонансного усилителя и детектора радиотехнического звена при воздействии радиоимпульса. Спектральная плотность радиоимпульса на входе и выходе резонансного усилителя. Плотность мощности и корреляционная функция шума усилителя.
Расчёт резисторного усилителя напряжения с RC-связью
Составление эквивалентной схемы усилителя для области средних частот, расчет его параметров. Определение сопротивления резистора, мощности, рассеиваемой им для выбора транзистора. Вычисление полного тока, потребляемого усилителем и к.п.д. усилителя.
Расчет усилителя низкой частоты
Определение параметров работы двухкаскадного усилителя тока с непосредственной связью, выполненного на германиевых (Ge) транзисторах структуры n-p-n по заданным показателям. Основные расчеты показателей преобразования напряжения, коэффициентов усиления.
Расчет резисторного усилителя тока с непосредственной связью
Расчет параметров усилителя, на вход которого подается напряжение сигнала с заданной амплитудой от источника с известным внутренним сопротивлением. Определение КПД усилителя с общей параллельной отрицательной обратной связью по току и полного тока.
Усилитель с обратной связью
Проектирование многокаскадного усилителя переменного тока с отрицательной обратной связью. Расчет статических и динамических параметров электронного устройства, его схематическое моделирование на ЭВМ с использованием программного продукта Microcap 3.