Доклад об усилителях мощности. Доклад усилители мощности. Усилители мощности доклад. Усилитель мощности

Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск

Радиоэлектроника

Усилитель мощности

СОДЕРЖАНИЕ 1. Техническое задание 2. Введение 3. Блок-схема 4. Расчет каскадов усилителя мощности: 4.1. Выходной каскад 4.2. Повторитель 3 4.3. Аттенюатор 4.4. Повторитель 2 4.5. Усилитель 2 4.6. Повторитель 1 4.7. Усилитель 1 4.8. Расчет разделительных конденсаторов 5. АЧХ и ФЧХ усилителя на транзисторе V 4 6. Расчет искажений на верхних частотах 7. Расчет стабилитронов 8. Расчет радиаторов охлаждения 9. Технология изготовления печатных плат 10. Спецификация 11. Карта режимов 12. Список литературы 1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ Необходимо спроектировать и рассчитать усилитель мощности со следующими параметрами: на выходе он должен обеспечивать при нагрузке Rн=19,8185 Ом мощность Pвых=5,7427 Вт; Диапазон частот работы усилителя мощности 59,5728 Гц – 59572,8 Гц; Значения частотных искажений Мн=1,0151, Мв=1,1Мн=1,11661; Значение коэффициента нелинейных искажений, которые должны обеспечивать выходной каскад усилителя мощности Kf=0,0624 %; Входное сопротивление усилителя мощности Rвх=0,2646 кОм=264,6 Ом; Входное напряжение усилителя мощности Uвх=0,0179 В; Аттенюатор с ослаблением 0; -0,1763 дБ; -1,763 дБ; -17,63 дБ. 2. ВВЕДЕНИЕ Усилитель мощности предназначен для создания требуемой мощности сигнала в нагрузке. Усилитель колебаний низкой частоты – составная часть каждого современного радиоприемника, телевизора или магнитофона. Усилитель является основой радиовещания по проводам, аппаратуры телеуправления, многих измерительных приборов, электронной автоматики и вычислительной техники, кибернетических устройств. 3. БЛОК-СХЕМА Выходной каскад предназначен для обеспечения заданной мощности на заданном сопротивлении нагрузки. Повторитель 3 увеличивает входное сопротивление выходного каскада. Аттенюатор служит для плавной и ступенчатой регулировки уровня ослабления выходного напряжения. Повторитель 2 увеличивает входное сопротивление аттенюатора. Усилители 1, 2 увеличивают входное напряжение до величины, необходимой для выходного каскада. Повторитель 1 увеличивает входное сопротивление усилителя 2, для того, чтобы обеспечить величину входного напряжения и сопротивления усилителя 1 указанного в техническом задании. 4. РАСЧЕТ КАСКАДОВ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ 4.1. Выходной каскад 1. Определим амплитудные значения тока и напряжения: 2. Определим Pдоп: 3. Определим Uкэ12, Uкэ13: 4. Определим Eк: Приняв Uз = 0,7В получили Eк = 43,118В, округлим это значение до стандарта, т.е. примем Eк = 45В 5. Выберем тип транзисторов V 12, V 13 ( -p- ) соответствующий найденным параметрам: МодельP, ВтU(кэ), ВI(k), A?f(гр), MhzC(к)I(ко), АU(бэ), В V 12КТ817Б25453153600,000050,7 V 13КТ817Б25453153600,000050,7 6. Определим ток покоя V 12, V 13: Примем Iп12,13 = 390 мА 7. Определим величину резисторов защиты: , выбираем по Е24, R38,40 = 1,8 Ом 8. Определим ток покоя V 10, V 11: , выбираем по E24, R37,39 = 18 Ом 9. Определим Uкэ10,11: 10. Определим мощность, рассеиваемую на V 10, V 11: 11. Выберем тип транзисторов V 10( -p- ), V 11(p- -p) соответствующий найденным параметрам: МодельP, ВтU(кэ), ВI(k), A?f(гр), MhzC(к)U(бэ), В V 10КТ815Б10501,5203600,7 V 11КТ814Б10501,5203600,3 12.

Определим величину напряжения смещения U0 по равенству: 13. Определим ток покоя транзистора V 9: , примем Iп9 = 0,015А, тогда 14. Определим R35 R36: 15. Определим мощность, рассеиваемую на V 9: 16. Выберем тип транзисторов V 9( -p- ) соответствующий найденным параметрам: МодельP, ВтU(кэ), ВI(k), A?f(гр), MhzC(к)U(бэ), В V 9КТ961Б1601,510050200,7 17. Выберем R35 >> Rн, то есть R35 = 200 Ом Тогда R36 = 1449,4 – 200 = 1249 Ом = 1,249 кОм Примем R36 = 1,2кОм. 18. Определим величину емкости C15 из условия: Примем C15 = 47мкФ 19. Определим емкость в цепи компенсации: Примем C18 = 220мкФ 20. Определим коэффициент передачи повторителя на транзисторах V 10 – V 13: 21. Проверим правильность выбранного значения Uкэ9: 22. Определим входное сопротивление выходного каскада в целом: 23. Величина R~ для предварительного каскада равна: 24. Найдем входное сопротивление транзистора V 9: 25. Определим коэффициент усиления предварительного каскада: 26. Определим коэффициент усиления всего выходного каскада: 27. Выбираем ток базового делителя V 9: 28. Определим резистор делителя: Примем R30 = 910 Ом Выберем R34 из условия R34 > Rн. Одновременно для уменьшения необходимой емкости конденсатора фильтра C16 желательно выбирать как можно больше. Поэтому принимаем R31 = 1300 Ом = 1,3 кОм, R34 = 12000 Ом = 12 кОм 29. Определим емкость конденсатора фильтра: Примем C16 = 3300мкФ 30. Определим неизвестные сопротивления: 31. Определим падения напряжений на резисторах: 32. Рассчитаем мощности резисторов: Вт Вт Вт Вт Вт Вт Вт Вт Вт Вт Вт 33. Рассчитаем напряжения на конденсаторах: Расчет ООС: 34. Рассчитаем глубину ООС: 35. Рассчитаем входное сопротивление выходного каскада: Примем R28 ? Rвх = 200 Ом 36. Рассчитаем эквивалентное сопротивление: Примем R29 = 1600 Ом 37. Определим коэффициент усиления выходного каскада с ООС: 4.2. Повторитель 3 Нагрузкой для данного повторителя будет являться входное сопротивление выходного каскада, т.е. сопротивление R28 цепи обратной связи, а за амплитуду выходного напряжения примем входное напряжение выходного каскада, т.е.: Rн = 200 Ом 1. Вычислим значение тока протекающего через нагрузку: 2. Определим параметры транзистора V 8: 3. Выберем тип транзистора V 8 ( -p- ) соответствующий найденным параметрам: МодельP, ВтU(кэ), ВI(k), A?f(гр), MhzC(к) V 8КТ315Б0,15200,1502507 4. Определим значение тока базы V 8: 5. Определим падение напряжения на R24: 6. Определим параметры транзистора V 7: 7. Выберем тип транзистора V 7 ( -p- ) соответствующий найденным параметрам: МодельP, ВтU(кэ), ВI(k), A?f(гр), MhzC(к) V 7КТ315Б0,15200,1502507 8. Определим значение тока базы V 7: 9. Определим значение тока делителя: Выберем ток базового делителя из условия, что Iд>>Iб. Примем: 10. Найдем значение резистора R24: 11. Найдем значение резистора R23: R23 = (5-10) кОм. Примем R23 = 10000 Ом, тогда 12. Определим падения напряжений на резисторах базового делителя: 13. Определим значения резисторов базового делителя: 14. Определяем величину Rэ~: 15. Определим входное сопротивление транзистора V 7: 16. Определим коэффициент передачи повторителя: 17.

Определим входное напряжение повторителя: 18. Вычислим значение входного сопротивления повторителя: 19. Определим величину емкости конденсатора С12, исходя из условия: Примем C16 = 100 мкФ 20. Определим напряжение на конденсаторах: 21. Определим мощности резисторов: 4.3. Аттенюатор Аттенюатор должен обеспечивать дискретное переключение диапазонов и плавное изменение сигнала внутри них: (-17.63. -1.763) дБ (-1.763. -0.1763) дБ (-0.1763. 0) дБ Для нормальной работы аттенюатора необходимо выполнение следующего условия: 1. Для обеспечения максимального ослабления (-17.63. -1.763) дБ: Округлим найденное значение сопротивления по раду Е24: R43=7,5кОм Тогда максимальное ослабление в этом диапазоне будет: 2. Для диапазона (-1.763. -0.1763) дБ Округлим найденное значение сопротивления по раду Е24: R42=240 Ом Тогда максимальное ослабление в этом диапазоне будет: 3. Для диапазона (-0.1763. 0) дБ Округлим найденное значение сопротивления по раду Е24: R41=22 Ом Тогда максимальное ослабление в этом диапазоне будет: 4. Рассчитаем напряжения на резисторах аттенюатора: Для UR25 возьмём наибольшее значение, т.е. когда ослабление наименьшее: Рассчитаем мощности данных резисторов: 4.4. Повторитель 2 Нагрузкой для данного повторителя будет являться эквивалентное сопротивление, т.е. параллельное соединение сопротивления R44 аттенюатора и Rвх предыдущего повторителя, а за амплитуду выходного напряжения примем входное напряжение того же повторителя, т.е.: 1. Вычислим значение тока протекающего через нагрузку: 2. Определим параметры транзистора V 6: 3. Выберем тип транзистора V 6 ( -p- ) соответствующий найденным параметрам: МодельP, ВтU(кэ), ВI(k), A?f(гр), MhzC(к) V 6КТ315Б0,15200,1502507 4. Определим значение тока базы V 6: 5. Определим падение напряжения на R20: 6. Определим параметры транзистора V 5: 7. Выберем тип транзистора V 5 ( -p- ) соответствующий найденным параметрам: МодельP, ВтU(кэ), ВI(k), A?f(гр), MhzC(к) V 5КТ315Б0,15200,1502507 8. Определим значение тока базы V 5: 9. Определим значение тока делителя: Выберем ток базового делителя из условия, что Iд>>Iб. Примем: 10. Найдем значение резистора R20: 11. Найдем значение резистора R19: R19 = (5-10) кОм. Примем R19 = 10000 Ом, тогда 12. Определим падения напряжений на резисторах базового делителя: 13. Определим значения резисторов базового делителя: 14. Определяем величину Rэ~: 15. Определим входное сопротивление транзистора V 5: 16. Определим коэффициент передачи повторителя: 17. Определим входное напряжение повторителя: 18. Вычислим значение входного сопротивления повторителя: 19. Определим величину емкости конденсатора С9, исходя из условия: Примем C9 = 100 мкФ 20. Определим напряжение на конденсаторах: 21. Определим мощности резисторов: 4.5. Усилитель 2 Нагрузкой для данного усилителя будет являться входное сопротивление предыдущего каскада RвхП2, а амплитудой выходного сигнала будет амплитуда входного сигнала повторителя, т.е.: Uн=2.12 В Rн=189673 Ом Расчет каскада по постоянному току: 1. Определим ток в нагрузке: 2. Ориентировочно зададим значения Iкmi и Uкэmi , используя соотношения: 3.