Расчет усилителя звуковой частоты (~1)

Посмотреть архив целиком

ДонИЖТ

Кафедра АТ и ВТ








КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине "Электроника и микросхемотехника"




РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ

ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ



Рецензент доцент


Выполнил студент





1998




ЗАДАНИЕ


Рассчитать усилитель мощности по следующим данным:


1. Температура окружающей среды: 5 ÷ 45 ºС

2. Частота: 300 ÷ 3400 Гц

3. Коэффициент усиления: К = 90

4. Выходное напряжение: Uвых = 6 В

5. Выходной каскад: схема Дарлингтона

6. Нагрузка: Rн = 90 Ом

7. Инвертирующий усилитель

8. Операционный усилитель: К154УД1

Параметры микросхемы К154УД1:


Uпит = 2х(4...18), В ― напряжение питания

Uпит. ном = 2х15, В

KD = 150∙10³ минимальный коэффициент усиления

Uсф. max = 10 В ― допустимое значение синфазного входного напряжения

VU = 10 В/мкс ― скорость увеличения выходного напряжения

RD вх = 1 МОм входное сопротивление

Uсм = 5 мВ ― напряжение смещения

Iп = 0.15 мА ― потребляемый ток

IKUсм = 30 мкВ/К ― температурный коэффициент напряжения смещения

"нуля"

I1 = 40 нА ― входной ток

ΔI1 = 20 нА ― разностный входной ток

Uдф. max = 10 В допустимое значение дифференциального входного

напряжения

Ксф = 80 дБ коэффициент ослабления синфазного сигнала

f1 = 1 МГц ― частота единичного усиления

±U2m max = 11 В ― наибольшая амплитуда выходного напряжения

R2н min = 2 кОм наименьшее сопротивление нагрузки


Предусмотреть защиту выходного каскада и внешнюю коррекцию напряжения смещения нуля.

















РЕФЕРАТ


Курсовая работа: 20 с., 3 рис., 2 приложеня




В данной курсовой работе произведен расчет усилителя мощности звуковой частоты на основе операционного усилителя К154УД1 и кремниевых транзисторов КТ814Б, КТ815Б, КТ315А, КТ361А предусмотрена внешняя коррекция напряжения смещения нуля.





Усилитель мощности, звуковая частота, транзисторы, микросхема





























СОДЕРЖАНИЕ



Введение 5

  1. Выбор источника питания 6

  2. Расчет и выбор транзисторов 7

  3. Внешняя коррекция напряжения смещения 11

  4. Защита выходного каскада 13

  5. Выборы сопротивлений 14

  6. Погрешности выполненных операций 15

Выводы 17

Перечень ссылок 18

Приложение А 19

Приложение Б 20


























ВВЕДЕНИЕ


Техническая электроника широко внедряется практически во все отрасли науки и техники, поэтому знание основ электроники необходимо всем инженерам. Особенно важно представлять возможности современной электроники для решения научных и технических задач в той или иной области. Многие задачи измерения, управления, интенсификации технологических процессов, возникающие в различных областях техники, могут быть успешно решены специалистом, знакомым с основами электроники.

В настоящее время в технике повсеместно используются разнообразные усилительные устройства. Куда мы не посмотрим - усилители повсюду окружают нас. В каждом радиоприёмнике, в каждом телевизоре, в компьютере и станке с числовым программным управлением есть усилительные каскады. Эти устройства, воистину, являются грандиознейшим изобретением человечества.

В зависимости от типа усиливаемого параметра усилительные устройства делятся на усилители тока, напряжения и мощности.

В данном курсовом проекте решается задача проектирования усилителя мощности (УМ) на основе операционного усилителя (ОУ). В задачу входит выбор типа электронных компонентов, входящих в

состав устройства, с предусмотрением защиты выходного каскада и внешней коррекции напряжения смещения нуля.

Выбор активных и пассивных элементов является важным этапом в обеспечении высокой надежности и устойчивости работы схемы.

Для разработки данного усилителя мощности следует произвести предварительный расчёт и оценить количество и тип основных

элементов. После этого следует выбрать принципиальную схему предварительного усилительного каскада на ОУ и оконечного каскада.

Оптимизация выбора составных компонентов состоит в том, что при проектировании усилителя следует использовать такие элементы, чтобы их параметры обеспечивали максимальную эффективность устройства по заданным характеристикам, а также его экономичность с точки зрения расхода энергии питания и себестоимости входящих в него компонентов.



1. ВЫБОР ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ


Напряжение источника питания должно удовлетворять условию


Eп ≥ 2*Uвых m + Uнас + Uдоп ,где


Eп напряжение источника питания

Uвых m амплитуда напряжения сигнала на выходе, рассчитываемая

по формуле

_

Uвых m = √2 *Uвых


Uнас коллекторное напряжение, при котором транзистор входит в

режим насыщения (Определяется по справочным данным и

составляет

Uнас = (0,5...2), В)

Uдоп запас напряжения, учитывающий температурную

нестабильность каскада (Составляет Uдоп = (3...5), В)

_

Uвых m = √2*6 = 8.49 В


Eп = 2*8.49 + 2 + 5 = 23.98 В


Величину напряжения питания округляем до большего значения и выбираем необходимое из ряда напряжения питания.


Ряд напряжения питания


Eп, В 5 6 9 12 15 24 30 48 100 150


Выбираем напряжение питания равным Eп = 24 В.








2. РАСЧЕТ И ВЫБОР ТРАНЗИСТОРОВ


Для выбора транзисторов необходимо выполнить следующие действия:


    1. Расчет тока на нагрузке


Ток на нагрузке вычисляем по формуле


Iн = Uвых /Rн ,где


Iн ― ток, протекающий через нагрузку

Uвых ― выходное напряжение

Rн ― сопротивление нагрузки


Определяем максимальную амплитуду выходного тока

_

Iвых m = √2* Iн

_

Iвых m = √2*0.067 = 0.095 А


2.2 Расчет мощности, рассеиваемой на нагрузке


Мощность, рассеиваемая на нагрузке, определяется по формуле


Pн = Iн * Uвых


Pн = 0.067*6 = 0.4 Вт


Максимальную амплитуду мощности, рассеиваемой на нагрузке, находим следующим образом


Pн m = Iвых m * Uвых m


Pн m = 0.095*8.49 = 0.81 Вт




2.3 Расчет мощности, рассеиваемой на транзисторе


Определяем мощность, рассеиваемую на транзисторе, учитывая схему защиты по току выходного каскада в режиме короткого

замыкания


Pтр max защ = Eп * Iогр ,где


Iогр ток ограничения в схеме защиты,составляющий


Iогр = (1.1...1.3)Iвых m


Iогр = 1.2 * 0.095 = 0.114 А


Pтр max защ = 24*0.114 = 2.736 Вт


2.4 Выбор транзисторов оконечного каскада


Выбираем транзисторы оконечного каскада, учитывая следующие параметры:


Pк max ≥ Pтр max защ

Iк max ≥ Iвых m

Uкэ ≥ 2*Eп


Pк max ≥ 2.376 Вт

Iк max ≥ 0.095 А

Uкэ ≥ 48 В


В оконечном каскаде выберем транзисторы

VT1 n-p-n проводимости КТ815Б

VT2 p-n-p проводимости КТ814Б

Параметры транзисторов показаны в приложении А.

Входной ток транзистора VT1(VT2) найдем, учитывая его коэффициент передачи тока h21э = 40


I1(2)вх m = I вых m/h21э


I1(2)вх m = 0.095/40 = 0.0024 А


2.5 Выбор транзисторов предоконечного каскада


Транзистор предоконечного каскада выбираем по его выходному току, который является одновременно и входным током транзистора VT1(VT2) оконечного каскада.


Iпред.вых m = I1(2)вх m


Iпред.вых m = 2.4 мА


Учитывая параметры Iк max ≥ Iпред.вых m выбираем транзисторы предоконечного каскада

n-p-n проводимости КТ815Б

p-n-p проводимости КТ814Б


Так как коэффициент передачи тока транзистора предоконечного каскада h21э = 40 , то его входной ток будет


Iпред.вх m = Iпред.вых m/ h21э


Случайные файлы

Файл
27774.rtf
46836.rtf
66580.rtf
73276-1.rtf
17476.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.