Усилитель широкополосный
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра радиоэлектроники и защиты информации
ЗАДАНИЕ
На курсовое проектирование по дисциплине Проектирование аналоговых электронные устройства студенту группы 129-2 Жаргалову Бато
Тема проекта: ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Назначения усилителя:
- Диапазон частот (0.1-25) МГц
- Допустимые частотные искажения +\-3 дБ
- Нелинейные искажения - оценить
- Амплитуда входного сигнала 25 мВ
- Источник входного сигнала Ri=50 Ом
- Амплитуда выходного сигнал 6 В
- Нагрузка 50 Ом
- Регулировка усиления - 12 дБ
- Условия эксплуатации Тср=(10-40) град.С
- Дополнительные требования Rвх=50 Ом, Свх определить допустимое значение
Рекомендуемый порядок проектирования
- Выбор и расчет структурной схемы.
- Составление и расчет электрической схемы, выбор радиодеталей и составление перечня их.
- Расчет результирующих характеристик.
Перечень обязательных чертежей
- Электрическая схема.
- Частотная и фазовая характеристики.
Задание выдано ___1.04.12_______ Срок сдачи проекта ___
Руководитель проекта __________________ Шарыгина Л.И. ____
Подпись студента ________________
Введение
При проектировании усилительных устройств решают ряд задач, связанных с составлением схемы, наилучшим образом удовлетворяющей поставленным требованиям технического задания, с расчетом этой схемы на основании выбранных параметров и режимов работы ее элементов. Целью данной курсовой работы является проектирование широкополосного усилителя.
Эскизный расчет ШУ состоит в выборе усилительного элемента, определении числа каскадов, распределении по каскадам частотных искажений так, чтобы их суммарная величина не превосходила заданную. Предварительно частотные искажения распределяют по каскадам равномерно. В процессе расчета их обычно приходится перераспределять для ослабления требований к какому-либо каскаду, чаще всего к предоконечному.
Общей задачей проектирования является отыскание наиболее простого, экономичного решения. Сложность проектирования как раз и заключается в том, чтобы найти это относительно простое решение. При проектировании усилителя задачу выбора схемы и параметров отдельных каскадов следует рассматривать как частную, подчинив ее общей задаче - выполнению технических требований к усилителю в целом. Поэтому рационально, исходя из общих технических требований, формулировать частные технические условия к отдельным каскадам усилителя или к усилительным секциям и вести их расчет на основании этих частных условий, которые должны находиться в определенной связи друг с другом.
1. Выбор и обоснование структурной схемы усилителя
Чтобы обеспечить амплитуду выходного сигнала, заданную в техническом задании, нужно выбрать многокаскадный усилитель, так как одного усилительного элемента недостаточно. Поэтому определим число каскадов для обеспечения выходного сигнала. С учетом коэффициента передачи входной цепи приблизительный (ориентировочный) коэффициент усиления определится как:
где K - коэффициент усиления;
Eг - Э.Д.С. источника сигнала;
Rг - внутреннее сопротивление источника сигнала;
Rвх - входное сопротивление предварительного (входного) каскада.
Входное сопротивление входного каскада в задании нам не дано, поэтому примем его равным сопротивлению генератора, т.е. 50 Ом.
Таким образом коэффициент усиления будет равен:
Для широкополосного усилителя число каскадов ориентировочно можно определить, полагая все каскады одинаковыми с т.е. 10 раз, по следующей формуле:
После того, как мы определили число каскадов, можно составить структурную схему всего усилителя, приведённую на рис.3.1
Рисунок 3.1 Структурная схема усилителя
2. Расчетная часть
.1 Расчет оконечного каскада усилителя
Расчет оконечного каскада усилителя начнем с выбора транзистора. Для этого рассчитаем некоторые параметры будущего усилителя. Таковыми являются граничная частота , напряжение , максимальный ток коллектора . Эти параметры находятся из формул (4.1.1)-(4.1.3) [1].
(4.1.1)
в - время установления, отведенное на каскады с учетом входной цепи
(4.1.2)
где - начало нелинейного участка выходной характеристики
(4.1.3)
Воспользовавшись формулами (4.1.1)-(4.1.4) находим
Находим необходимый транзистор по справочнику [2].Этим требованиям отвечает транзистор КТ913А. Он имеет следующие параметры:
граничная частота транзистора
максимальное напряжение коллектор-эмиттер
максимальный ток коллектора
ёмкость коллекторного перехода
постоянная времени цепи обратной связи
максимальная рассеиваемая мощность коллектора
обратный ток коллектора
2.1.1 Расчет режима транзистора
Выходной каскад выполним по схеме реостатного каскада (рис. 4.1.1)
Рисунок 2.1.1 - Схема выходного каскада
Произведем выбор положения рабочей точки.
Рисунок 2.1.2 Входная и выходная характеристики транзистора
где - начальное напряжение нелинейного участка.
(4.1.5)
(4.1.6)
(4.1.7)
(4.1.8)
Rк = 100 Ом, выбран исходя из энергетич?/p>