Анализ состояния вопроса

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: «Расчёт усилителя мощности»

По дисциплине «Схемотехника»

Студент Холкин Александр Васильевич РИБ-319

 

Пояснительная записка

Шифр проекта КР-2068998-32-РИБ-319-18-ПЗ

 

Руководитель проекта:

Завьялов С.А.

___________________

(Подпись, дата)

Разработал студент

___________________

(Подпись, дата)

 

Омск 2012

ФГОУ «Омский государственный технический университет»

 

Кафедра Радиотехнические устройства и системы диагностики

Специальность (21030062) Радиотехника

Задание

На курсовое проектирование (КР-2068998-32-РИБ-319-18-ПЗ)

по дисциплине «Схемотехника»

Студент Холкин Александр Васильевич РИБ-319

1 Тема проекта «Расчёт усилителя мощности»

2 Срок сдачи студентом законченного проекта________________________

3 Исходные данные к проекту: а) , б) , в) U_вх=2 В, г) U_вх=2 В, д) , е) k_Г=10%, д)

4 Содержание проекта (работы): Объём «ПЗ» – 22 страницы

4.1 Разделы пояснительной записки:

4.1.1 Анализ состояния вопроса;

4.1.1 Расчёт минимального коэффициента усиления усилителя;

4.2 Выбор оконечного каскада;

4.2.1 Выбор пары транзисторов VT9, VT10;

4.2.2 Расчёт начального смещения транзисторов VT9, VT10;

4.2.3 Расчёт источника тока на транзисторе VT5;

4.3 Разработка и расчет предоконечного каскада;

4.3.1 Выбор транзистора VT6;

4.4 Разработка и расчет входного каскада;

4.4.2 Расчёт источника тока на транзисторе VT3;

4.5 Расчёт ООС усилителя;

Основная рекомендуемая литература

а) Завьялов С.А. Схемотехника усилителей мощности низких частот -Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010.-92 с.

б) Титце У. Полупроводниковая схемотехника – М.: ДМК Пресс, 2008г.

6 Дата выдачи задания_________

Руководитель_________________

^{(подпись, дата)}

Студент____________________

^{(подпись, дата)}

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 4

1. Анализ состояния вопроса. 5

1.1 Расчёт минимального коэффициента усиления усилителя. 7

2. Выбор оконечного каскада. 7

2.1 Выбор пары транзисторов VT9, VT10. 9

2.3 Расчёт начального смещения транзисторов VT9, VT10. 11

2.2 Расчёт источника тока на транзисторе VT7. 12

3. Разработка и расчет предоконечного каскада. 13

3.1 Выбор транзистора VT6. 14

4 Разработка и расчет входного каскада. 15

4.2 Расчёт источника тока на транзисторе VT3. 17

5. Расчёт ООС усилителя. 19

Заключение. 20

Список использованной литературы.. 21

 

Введение

 

Несмотря на быстрое развитие усилительной техники, бестрансформаторные усилители мощности по-прежнему играют важную роль.

Такие усилители могут быть легко выполнены по интегральной технологии. Именно поэтому современные БМУ представляют собой компактные и экономичные устройства. Кроме того, отсутствие частотно-зависимых элементов в цепях связи позволяет вводить глубокие отрицательные обратные связи не только по переменному, но и по постоянному току, что существенно улучшает характеристики усилителей.

Основной функцией усилителей мощности (УМ) является обеспечение в нагрузке заданного значения мощности; усиление по напряжению является второстепенным фактором, в результате УМ являются основными потребителями энергии источников питания. Для обеспечения высокого КПД мощные выходные каскады работают в режиме класса В или АВ. Схемы строят двухтактными на транзисторах различного типа проводимости (комплементарных), включенных по схеме с ОК или с ОЭ.

Исходные данные:

- Выходная мощность ;

- сопротивление нагрузки ;

- входное напряжение U_вх=2 В;

- внутреннее сопротивление источника сигнала ;

- частотный диапазон ;

- коэффициент гармоник k_Г=10%;

-

Анализ состояния вопроса

Анализ исходных данных для расчета усилителя начнём с определения структуры оконечного каскада. Исходя из величины сопротивления нагрузки и требуемой мощности, рассчитаем действующее значение напряжения в нагрузке.

 

= ,

 

далее, находим амплитудное значение напряжения:

=154 В.

Найдем амплитуду тока в нагрузке:

Т.к. амплитудное значение напряжения в нагрузке большое и каскады предварительного усиления работают в классе А, т.е. на них будет падать напряжение равное двум источникам Eп=308 В. Транзисторы по напряжению следует выбирать с запасом, но к сожалению отечественная промышленность не может предоставить транзисторы, работающие при таких больших значения напряжения и таких малых токах. Следовательно, нужно уменьшать напряжения в нагрузке, при этом мощность должна оставаться требуемой. Для этого следует применить мостовую схему.

В мостовой схеме два выходных каскада включаются в противофазе и работают на общую нагрузку, которая включается между каскадами (рис. 1).

 

Рис. 1. Мостовая схема оконечного каскада, распределение токов

 

Нагрузка может подключаться к мостовой схеме непосредственно даже при однополярном питании, поскольку потенциал покоя обоих выходов одинаков. Поскольку каскады работают в противофазе, средняя точка нагрузки должна быть заземлена. Таким образом, каждый из каскадов мостовой схемы работает на нагрузку . Выходное напряжение (на нагрузке) и ток в нагрузке оказывается вдвое больше, чем напряжение каждого каскада относительно земли. Следовательно, при одном и том же напряжении питания выходная мощность на нагрузке получается в четыре раза большей.

В данной курсовой работе выберем следующий способ реализации мостовой схемы, приведённой на рис. 2.

Рисунок 2 Мостовая схема последовательного возбуждения.

 

При идентичном значении коэффициента усиления, как и при последовательном подключении, оба плеча мостовой схемы получают сигнал одновременно. работает как неинвертирующий, – как инвертирующий.