Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 27
Тема проекта: "Усилитель постоянного тока "
Содержание Введение Анализ технического задания Расчет усилителя постоянного тока Моделирование работы усилителя Выводы Список использованных источников Приложения Несмотря на все более расширяющееся использование машинных методов схемотехнического проектирования современной электронной аппаратуры, в повседневной практике разработчикам электронных схем приходится вначале решать задачи приближенного расчета типовых узлов и устройств, а затем уточнять результаты расчета на ЭВМ или экспериментальным путем. В данном курсовом проекте расчет усилителя постоянного тока также в начале будет производится без применения программного обеспечения, а затем схема моделируется на ЭВМ с целью проверки принятых решений и уточнения полученных результатов. Таким образом, целью данного курсового проектирования является приобретение практических навыков конструирования электронных схем и опыта моделирования электронных схем на ЭВМ на примере разработки схемы усилителя постоянного тока с заданными в техническом задании параметрами. Напряжение на входе в режиме покоя Uвх=0 В; максимальное изменение напряжения входного сигнала ±ΔUвх=50 мВ; внутреннее сопротивление источника входного сигнала Ri=1000 Ом; выходная мощность Рвых=5 Вт; сопротивление нагрузки Rн=100 Ом; напряжение источника питания Uпит=±15 В. Усилители постоянного тока предназначены для усиления сигналов, медленно меняющихся во времени, спектр которых содержит гармонические составляющие с частотой в плоть до ω = 0. В данном курсовом проекте для уменьшения дрейфа в усилителе постоянного тока применил балансную (дифференциальную) схему. Наибольшее распространение получила схема параллельного баланса, представлена на рисунке приложения В, называемая также дифференциальным усилителем. Дифференциальный усилитель обеспечивает высокое усиление дифференциального входного сигнала Uвх. д, приложенного между входами каскада, и практически не усиливает синфазный сигнал, одинаковый на обоих входах. В результате расчета требуется определить режим работы каскада и данные элементов схемы. Порядок расчета УПТ: 1. Выбираем тип транзистора. Критерием выбора для работы в схемах УПТ является минимальное значение обратного тока коллектора где Из [4] был выбран транзистор типа МП-114, у которого 2. Находим коэффициент усиления каскада по напряжению: 3. В семействе выходных характеристик выбранного транзистора, представленные на рисунке 1.1 приложения А, выбираем рабочую точку Р. Для этого принимаем в режиме покоя: где Теперь, когда мы имеем 4. Проверяем правильность выбора рабочей точки. Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора в режиме покоя где 5. Одним из возможных методов расчета транзисторных УПТ является расчет с помощью учитывать соотношения: 6. После определения Соотношение (2.7) выполняется, что говорит о том, что транзистор выбран правильно. 7. Находим величину сопротивлений резисторов, включенных в коллекторные цепи транзисторов ( Выбираем стандартное значение сопротивлений резисторов 8. Определяем ток, проходящий через резистор 9. Находим величину сопротивления резистора Мощность, рассеиваемая на резисторе Находим стандартный тип резистора 10. Определяем сопротивление переменного резистора по формуле: 11. Находим величины сопротивлений резисторов делителей напряжения Поэтому токи делителей должны быть больше токов баз примерно в 5 раз. Тогда Величину сопротивления Мощность, рассеиваемая на резисторе Находим Мощность: Теперь из таблицы 1 приложения Б выбираем стандартные резисторы 12. Находим входное сопротивление каскада 13. Определим общее сопротивление 14. Находим результирующее входное сопротивление каскада Полученное значение Данное соотношение выполняется, что свидетельствует о том, что в этом случае можно обойтись без дополнительного согласования источника входного сигнала с входным сопротивлением усилителя. Программа ElectronicsWorkbench предназначена для моделирования и проверки работы схем электрических принципиальных. В программе ElectronicsWorkbench собрал свой ранее рассчитанный каскад, представленный на рисунке 1.2 приложения В, и проверил его. Результат работы каскада представлен на рисунке 1.3 приложения Г. Данный каскад успешно работает, так как происходит усиление сигнала, что видно по осциллограмме. Как показали расчеты и анализ работы схемы, спроектированный усилитель постоянного тока удовлетворяет требованиям технического задания. Но при практическом выполнении усилителя постоянного тока на транзисторах следует помнить, что на величину дрейфа коллекторного тока транзисторов сильно влияет технологический разброс параметров, доходящий в отдельных экземпляров транзисторов до ±100%, а также ползучесть - изменение параметров с истечением времени в результате старения транзисторов в процессе эксплуатации или хранения. Поэтому перед монтажом схемы транзисторы обязательно следует проверять на ползучесть и соответствие требуемым параметрам схемы. Транзисторы в балансных каскадах должны иметь параметры, различающиеся не более чем на 2 - 3%. Во время работы над данным курсовым проектом были углублены знания по аналоговой электронике, в частности по усилителям постоянного тока. Были приобретены навыки работы с программой Workbench, моделирующей работу электрических цепей. 1. Титцев У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. - : Мир, 2002 - 512с. 2. Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем. - Киев: Высшая школа, 2003 - 240с. 3. Расчет электронных схем. Примеры и задачи: учеб. пособие для вузов по спец. электрон. техн. / Г.И. Изъюров, Г.В. Королева, В.А. Тереков и др. - М.: Высш. Школа, 2007 - 335с. 4. Справочник по схемотехнике для радиолюбителя / В.П. Боровский, В.Н. Костенко, В.М. Михайленко, О.Н. Партола. - К.: Техника, 1987 - 432с. 5. Колонтаевский Ю.П., Сосков А.Г. Промышленная электроника и микросхемотехника: Теория и практикум. К. Киев, Каравелла. 2004 - 423с. Приложение А Рисунок 1.1 - Входные и выходные ВАХ транзистор Приложение Б Таблица 1 - Основные параметры некоторых постоянных непроволочных резисторов Рисунок 1.2 - Схема дифференциального каскада УПТ в режиме моделирования Приложение Г Рисунок 1.3 - Результат моделирования работы усилительного каскада Рисунок 1.4 - Амплитудно-частотная характеристика проектируемого усилителя Приложение Д
|