- [ИРТ Одесса]

Содержимое файла "Andrey_kurs.doc" (без форматирования)

Міністерство освіти і науки України

Одеський Національний Політехнічний Університет

Кафедра радіотехнічних пристроїв

Підсилювач потужності

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ з дисципліни “Аналогові електроні пристрої”

Варіант 2

Керівник проекту

Старцев В.І.

“ “ 2015р.

Проектував

“ “ 2015р.

Одеса 2015р.

ЗАВДАННЯ

На курсовий проект з дисципліні “ Аналогові електроні пристрої “

Студента. групи РТ-

Дата видачі “___“_______2014р.

Термін здачі “___“______2015р.

Призначення пристрою - підсилення потужності сигнала

Номінальна вихідна потужність – 24 Вт

Величина нагрузки - 6 Ом

Нижня гранична частота - 25 Гц

Верхня гранична частота –18 кГц

Коффіціент нелінійних спотворень - 0.3%

Величина вхідного сигнала - 15 мВ

Величина опору джерела сигнала -60 кОм

Керівник КП Старцев В.І.

ЗМІСТ

Вступ……...…………………….…………………………………………….…4

Попередній розрахунок підсилювача …………………………………………5

Визначення числа каскадів підсилювача ……………………………………..5

Розподіл частотних спотворень ……………………………………………….6

Електричний розрахунок каскадів підсилювача ………………………….….7

Розрахунок кінцевого каскаду ………………………………………………...7

Розрахунок передкінцевого каскаду ………………………………………….9

Розрахунок драйверного каскаду …………………………………………….10

Розрахунок нелінійних спотворєнь …………………………………………..11

Розрахунок нелінійних спотворень кінцевого каскаду ……………………..11

Розрахунок нелінійних спотворень передкінцевого каскаду ……………....15

Розрахунок нелінійних спотворень драйверного каскаду ………………….17

Розрахунок потрібної глибини ЗЗ та вибір додаткового каскаду ………….20

Розрахунок потрібної глибини ЗЗ ……………………………………………22

Розрахунок регулятора тембра ……………………………………………….22

Розрахунок регулятора гучності ……………………………………………..23

Розрахунок попереднього підсилювача ……………………………………..23

Розрахунок радіатора …………………………………………………………24

Заключення……………….……………………………………………………25

Список літератури …………………………………………………………….25

ВСТУП

В багатьох областях науки та техніки часто виникає необхідність підсилення електричних коливань (сигналів) різних видів зі збереженням їх форми. Пристрої, призначенні для таких цілей, називають підсилювачами.

Ціль данного курсового проекту розробка підсилювача потужності звукових частот.

В першому розділі розраховується число каскадів пісилювача та розподіляються частотні спотворення між каскадами.

В другому розділі виконується покаскадний розрахунок в напрямку від вихода до входу підсилювача, т.б. спочатку розглядається кінцевий каскад, потім – передкінцевий, драйверний і, накінець, каскади попереднього підсилення.

В третьому розділі розраховуються нелінійні спотворення для кожного з каскадів.

В четвертому розділі визначається необхідна глибина зворотнього зв’зку при необхідних запасах устойчивості.

В п’ятому, шостому, сьомому і восьмому розділах вибираються схеми пристроїв регулювання тембру та гучності, схема попереднього підсилювача і схема радіатора відповідно та розраховуються їх параметри.

ПОПЕРЕДНІЙ РОЗРАХУНОК ПІДСИЛЮВАЧА

1.1 Визначення числа каскадів підсилювача

Визначимо напругу на виході підсилювача (діюча напруга):

HYPER15 (1.1.1)

Максимальна напруга (амплітудна):

(1.1.2)

Визначимо коефіцієнт передачі по напрузі:

, (1.1.3)

(1.1.4)

Щоб знайти напругу на виході для согласуючого за напругою ланцюга,необхідно виконати умови:

Rвх=Rдж

(1.1.5)

,

(1.1.6)

Щоб визначити повний коефіцієнт передачі по напрузі, необхідно ураховувати коефіцієнт втрат, який скаладається з впливу зворотнього зв’язку, й дорівнює 40дБ та впливу вхідних ланцюгів, й дорівнює 6дБ :

(1.1.7)

Визначимо потужність, яку необхідно подати на вхід підсилювача:

(1.1.8)

Визначимо коефіцієнт передачі по потужності:

(1.1.9)

(1.1.10)

Знайдемо повний коефіцієнт передачі по потужності,при цьому врахуєм,що втрати на зворотній зв’язок і вхідні ланцюги в 2 рази меньше:

(1.1.11)

Нехай схеми кінцевого та передкінцевого каскадів включені за схемою зі спільним колектором,тоді отримаємо:

, HYPER14HYPER15 ,

де .

Отримаємо :

,

(1.1.12)

Для схеми з спільним емітером отримаємо:

(1.1.13)

(1.1.14)

(1.1.15)

(1.1.16)

Визначимо кількість каскадів підсилювача:

(1.1.17)

(1.1.18)

Вибираємо більше серед та і отримаємо, що загальне число каскадів буде 7,3.

1.2 Розподіл частотних спотворень

(1.2.1)

(1.2.2)

На ВЧ в підсилювачі потужності суттєві частотні спотворення вносить драйвер, тому:

(1.2.3)

(1.2.4)

(1.2.5)

(1.2.6)

ЕЛЕКТРИЧНИЙ РОЗРАХУНОК КАСКАДІВ ПІДСИЛЮВАЧА

Розрахунок кінцевого каскаду

Для кінцевого каскаду використовуємо двотактну безтрансформаторну схему з составним

включенням транзисторів за схемою зі спільним колектором, зображену на малюнку 1.

Малюнок 1

Знайдемо потужність каскаду, з урахуванням втрат у дільнику ланцюга зворотного зв’язку:

(2.1.1)

Знайдемо максимальний колекторний струм:

(2.1.2)

(2.1.3)

Визначимо розсіяну потужність:

(2.1.4)

ED Equation.3 HYPER14HYPER15 (2.1.5)

Визначимо амплітуду напруги, яка виділяється на навантаженні:

(2.1.6)

Напруга в ланцюзі колектор-емітер дорівнює:

(2.1.7)

Uнас знаходиться у межах від 0.5 до 2В.

Візьмемо Uнас = 1В, тоді:

Визначемо напругу живлення:

(2.1.8)

З ряду напруг вибираємо напругу живлення 20 В.

Розрахуєм граничну частоту:

(2.1.9)

Звідси

Таким чином виконали вимогу:

Для кінцевого каскаду вибираємо , тоді отримаємо

, a=0.05,

Розрахуєм постійний струм:

(2.1.10)

Визначимо струм першої гармоніки:

(2.1.11)

Визначимо середню силу струму:

(2.1.12)

Знайдем номінальну потужність:

(2.1.13)

Визначемо ККД кінцевого каскаду:

(2.1.14)

Знайдем вхідний опір:

(2.1.15)

Вхідна потужність дорівнює:

(2.1.16)

Визначимо коефіцієнт підсилення по потужності:

(2.1.17)

.3 HYPER14HYPER15 (2.1.18)

Тепер можемо вбрати вихідні транзистори за розрахованими допустимими параметрами:

Вибираємо транзистори КТ818В та КТ819В з параметрами:

BED Equation.3 HYPER14HYPER15

Розрахуємо початковий струм бази:

(2.1.19)

Максимальний струм бази:

(2.1.20)

За вхідною характерстикою вибраних транзисторів (малюнок ) знайдемо:

і

Визначемо вхідну напругу, знаючи, що для транзисторів, які включені за схемою зі спільним колектором:

і

ion.3 HYPER14HYPER15 (2.1.21)

2.2. Розрахунок передкінцевого каскаду

( = 100(, (1 = 0.61, а = 0.15

Розрахуємо постійний струм:

(2.1.22)

Струм першої гармоніки:

(2.1.23)

Визначемо розсіяну потужність:

(2.1.24)

(2.1.25)

Знайдемо максимальний струм колектора:

(2.1.26)

Транзистори передкінцевого каскаду повині задовольняти вимогам:

n.3 HYPER14HYPER15

Вибираємо транзистори КТ814В і КТ815В з параметрами:

.3 HYPER14HYPER15

Визначмо величину опору:

(2.1.27).

Для перед кінцевого каскаду =40.

Визначимо вхідний струм:

(2.1.28)

(2.1.29)

По вхідній характеристиці (малюнок ) визначимо:

EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15 і

2.3 Розрахунок драйверного каскаду

Визначимо параметри для вибору драйвера:

(2.3.1)

(2.3.2)

Середній струм драйвера:

(2.3.3)

Транзистор драйверного каскаду повинен задодовільняти вимогам:

Для драйверного каскаду виберемо транзистор КТ503В, у якого:

EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15

Розрахуємо вхідний ланцюг:

(2.3.4)

По вхідній характеристиці (малюнок )визначимо:

і

Напруга в ланцюгу база – емітер:

(2.3.5)

Амплітуда струму бази:

(2.3.6)

Розрахуєм вхідний опір:

(2.3.