Выбор и расчет усилителя

Содержание

Аннотация

Введение

1. Выбор структуры усилителя

2. Принцип действия усилителя

3. Задание на курсовое проектирование.

4. Выходной каскад усилителя.

5. Эмиттерный повторитель напряжения.

6. Расчет второго каскада предварительного усиления.

7. Расчет первого каскада предварительного усиления.

Заключение.

Список литературы.

Аннотация

В данной курсовой работе поэтапно рассматривается пример проектирования многокаскадного усилителя на БПТ. Производится расчет входного, согласующего каскадов и каскадов предварительного усиления. Также конструируется печатная плата усилителя в соответствии с ГОСТ.

Выполнение курсового проекта, усвоение основ теории и расчета транзисторного усилителя способствуют приобретению студентами первоначальных навыков самостоятельного проектирования электронных цепей и устройств, которые могут быть ими использованы в дальнейшей практической деятельности.

Введение

Усилитель является одним из основных узлов различной аппаратуры в устройствах автоматики, телемеханики, вычислительной и информационно-измерительной техники. Электронный усилитель - это устройство, преобразующее маломощный электрический сигнал на входе в сигнал большой мощности на выходе с минимальными искажениями формы. Усиление мощности сигнала осуществляется за счет потребления усилителем энергии от источника питания.

Усилители делятся на ряд типов по различным признакам. По роду усиливаемых электрических сигналов усилители можно разделить на две группы:

• усилители гармонических сигналов, предназначенные для усиления периодических сигналов различной величины и формы, гармонические составляющие которых изменяются много медленнее длительности устанавливающихся процессов в цепях усилителя.

• усилители импульсных сигналов, предназначенные для усиления непериодических сигналов, например непериодической последовательности электрических импульсов различной величины и формы.

По ширине полосы и абсолютным значениям усиливаемых частот усилители делятся на ряд следующих типов:

• усилители постоянного тока или усилители медленно меняющихся напряжений и токов, усиливающие электрические колебания любой частоты в пределах от низшей нулевой рабочей частоты до высшей рабочей частоты.

• усилители переменного тока, усиливающие колебания частоты от низшей границы до высшей, но неспособные усиливать постоянную составляющую сигнала.

• усилители высокой частоты (УВЧ), предназначенные для усиления электрических колебаний несущей частоты, например принимаемых приемной антенной радиоприемного устройства.

• усилители низкой частоты (УНЧ), предназначенные для усиления гармонических составляющих не преобразованного передаваемого или принимаемого сообщения.

Усилители низкой частоты характеризуются большим отношением высшей рабочей частоты к низшей, лежащим в пределах 10 - 500 для усилителей звуковых частот и превышающим 10⁵ для некоторых типов видеоусилителей. Усилители с высшей рабочей частотой порядка сотен килогерц и выше, одновременно имеющие большое отношение высшей рабочей частоты к низшей, обычно называются широкополосными усилителями.

Избирательные усилители усиливают электрические сигналы в очень узкой полосе частот.

Из трех типов транзисторных каскадов для усиления напряжения пригодны два: каскад с общей базой и каскад с общим эмиттером. Каскад с общим коллектором может быть применен в многокаскадных системах, однако непосредственного усиления напряжения такой каскад не дает и выполняет вспомогательную роль.

Для усиления напряжения звуковых частот наиболее пригоден каскад с общим эмиттером, так как он имеет более высокое входное и более низкое выходное сопротивления по сравнению с каскадом с общей базой.

1. Выбор структуры усилителя

Так как заданный коэффициент усиления достигает нескольких сотен , то целесообразно составлять усилитель из нескольких простейших усилителей. Такие простейшие усилители называются усилительными каскадами. Они соединяются между собой последовательно так, чтобы выходной сигнал предыдущего каскада являлся входным сигналом последующего (рис.1), образуя совместно многокаскадный усилитель.

Рис.1.

2. Принцип действия усилителя

В аналоговых электронных устройствах наибольшее применение находят усилительные каскады, в которых транзистор включен по схеме с общим эмиттером.

В зависимости от характера нагрузки и назначения различают усилители напряжения, тока и мощности, хотя такое деление условно, так как в любам случае по существу усиливается мощность.

Усиливаемый сигнал от источника сигнала в базовую цепь транзистора подается через разделительный конденсатор С1. Сопротивление R_к является коллекторной нагрузкой. С него усиленное переменное напряжение через разделительный конденсатор С2 подается в нагрузку R_h . При последовательном включении УК сопротивлением нагрузки является входное сопротивление следующего каскада

Рис.2.

Конденсаторы С₁ и С₂ - разделительные, назначение которых - отделить переменный усиливаемый сигнал от постоянных напряжения и токов, действующих внутри схемы. Конденсатор С₂ не пропускает постоянную составляющую входного сигнала каскада в нагрузку.

Делитель напряжения R₁