![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Усилитель мощности на дискретных элементах |
Введение Электронные усилители низкой частоты (УНЧ) предназначены для усиления сигналов переменного тока, частоты которых лежат в интервале от низкой частоты fн до какой-то частоты fв. Они используются в разнообразнейших по назначению, технических устройствах, различающихся по полосе рабочих частот, по характеру нагрузки, по условиям применения. Особенности УНЧ, требования к их показателям во многом определяются характером нагрузки и условиями их применения. Нагрузка в подавляющем большинстве случаев носит комплексный характер, являясь электромагнитным или электростатическим устройством. Условия применения УНЧ определяют диапазон изменений температур окружающей среды, в котором усилитель должен сохранять полную работоспособность, вид механических воздействий, требования к весовым и энергетическими показателями. Круг требований к УНЧ с довольно широкой полосой рабочих частот связан, в основном, с интервалом рабочих частот, в пределах которого полезный сигнал должен усиливаться с допустимыми частотными и нелинейными искажениями. УНЧ с узкой или фиксированной рабочей частотой предназначены, в основном, для работы на демодуляторы или двухфазные индукционные двигатели. Основные требования к таким усилителям связаны с фазо-частотной характеристикой. Однако отмеченные особенности УНЧ не исключают общего подхода к проектированию. Рассмотренные усилители характеризуются различными конструктивными и энергетическими показателями. К первым можно отнести вес и габариты, выделение тепла, стойкость к механическим воздействиям и прочим. К энергетическим следует отнести показатели, характеризующие режим работы транзисторов, свойства усилителей по отношению к сигналу переменного тока. Важнейшими из них являются коэффициент усиления по напряжению (току, мощности), его стабильность, полоса рабочих частот, коэффициент частотных искажений, угол сдвига фазы между входным и выходным сигналом, входное и выходное сопротивление, коэффициент нелинейных искажений. О таких показателях УНЧ можно сказать следующее. Если в усилителе не предусмотрены специальные меры стабилизации, то его коэффициент усиления может измениться в широких пределах из-за большого технического разброса параметров транзистора. Транзисторные усилители имеют сравнительно небольшую верхнюю граничную частоту усиления, если в оконечном каскаде использован мощный транзистор. Вместе комплексными цепями связи это приводит к значительным частотным искажениям усиливаемого сигнала. Нелинейность вольтамперных характеристик транзистора является источником больших нелинейных искажений на выходе усилителя. Физические свойства транзистора как усилительного элемента определяют низкое входное и высокое (при работе транзистора в активной области) выходное сопротивление усилительного каскада. Для оценки возможности использования таких транзисторных усилителей сопоставим основные параметры с требованиями, которые к ним часто предъявляются. Усилитель связан входной цепью с источником сигнала, не допускающим, как правило, сколько-нибудь значительных нагрузок по току. Это заставляет искать пути увеличения входного сопротивления транзистора в десятки, сотни и тысячи раз.
Входная цепь усилителя передает усиленный сигнал в нагрузку. Во многих случаях удобно подавать питание в нагрузку либо от источника тока (внутреннее сопротивление усилителя стремиться к бесконечности), либо от источника напряжения (внутреннее сопротивление усилителя близко к нулю). Иначе говоря, одной из практических задач при проектировании усилителя является изменения его входного сопротивления. Требования повышения точности работы системы в различных климатических устройствах вынуждают стабилизировать коэффициент усиления. В усилителях, работающих в радиотехнических системах, всегда жесткие требования предъявляются к частотным искажениям, а в усилителях системы автоматики, управляющих двигателями переменного тока, к уменьшению фазового сдвига. Обычно, без специальных мер, транзисторные усилители не удовлетворяют этим требованиям. Таким образом, условия применения транзисторных усилителей в различных электронных устройствах намечают определенную направленность в изменении свойств УНЧ. Эти задачи усложняются требованиями сохранения работоспособности усилителя в широком температурном диапазоне окружающей среды и значительным техническим разбросам параметров транзисторов. Основная часть 1 Аналитический обзор Развитие усилителей неразрывно связано с появлением и совершенствованием усилительных элементов – сначала ламп, затем транзисторов, интегральных схем и других электронных приборов, усиливающих электрические сигналы. Ламповая усилительная техника стала развиваться в результате появления в 1904г. вакуумного диода, изобретенного американским инженером Флемингом, и в особенности после изобретения Ли де Форестом в 1907г. вакуумного триода. В развитие теории и техники усилителей внесли свой вклад и отечественные специалисты. Так, в 1910г. В.И. Коваленков создает усилитель на триоде, а в 1915г. демонстрирует на всероссийском съезде инженеров – электриков первые в мире макеты телефонных усилителей для международной связи, которые оказались лучшими среди аналогичных усилителей, предложенных специалистами из других стран. Усилители, разработанные В.И. Коваленковым, были использованы в 1922г. на телефонной линии между Москвой и Ленинградом, а в 1931г. – между Москвой и Кузбассом. В 1918г. была основана Нижегородская радиолаборатория, руководимая М.А. Бонч – Брускевичем, которая освоила выпуск маломощных приемо - усилительных, а также маломощных генераторных ламп, используемых, соответственно в радиоприемной и радиопередающей аппаратуре. Молодой сотрудник радиолаборатории О.В. Лосев открыл в 1922г. свойство кристаллического детектора усиливать и генерировать электрический колебания. Работы О.В. Лосева, несомненно способствовали изобретению в будущем транзистора. В 1925г. А.И. Берг разработал теорию линеаризации ламповых характеристик, создал основы методики инженерного расчета усилителей. В первой крупной монографии А.И. Берга «Основы радиотехнических расчетов усилителей» подробно анализировал все известные в то время ламповые каскады. Дальнейшее развитие теории и расчета усилителей было отражено в работе М.Т. Марка «Усилители низкой и высокой частоты (расчет и проектирование)» и «Усилители низкой частоты».
Резкий скачек в улучшении показателей усилителей произошел в результате применения в них отрицательной обратной связи, предложенной в 1927г. американским инженером Х. Блеком. Во второй половине 30-х годов начинают создаваться широкополосные усилители гармонических и импульсных сигналов, предназначенные для телевидения, радиолокации и т.д. Значительное место в Разработке таких усилителей занимают работы Г.В. Брауде, а также О.Б. Лурье, предложившего проведение их анализа и расчета на основе использования переходных характеристик. Транзисторная усилительная техника получила возможность своего развития после изобретения в 1948г. американскими учеными Дж. Бардин, У. Браттейном и У. Шокли трех электродного полупроводникового усилительного элемента – транзистора, ставшего быстро вытеснять электронную лампу из радиотехнических устройств. Большой вклад в развитие теории усилителей внесли такие ученые. Как Х. Найквест, а также Р. Борде, перу которого принадлежит известная монография «Теория цепей и проектирование усилительных устройств с обратной связью». Определенную роль в развитии теории и практики усилителей сыграли работы отечественных ученых Г.С. Цыпкина, Г.В. Войжвилло, С.Н. Кризе, Н.Л. Безладкова, А.Г. Муродяна и другие. 60-е годы нынешнего столетия ознаменовались созданием лауреатами Нобелевской премии академиками Н.Г. Басовым и А.М. Прохоровым квантовых усилителей, способных работать как в оптическим, так и в радиодиапазоне. Эти усилители стали применять в оптических системах, системах связи, космических системах радиолокации, медицинской технике и т.д. В этот же период были продолжены (начатые еще в 1945г.) работы по созданию более совершенной аппаратуры для систем передачи с использованием кабельных линий. Вслед за разработанной (в период 1945-1960гг.) аппаратурой на 24 и 60 телефонных каналов к 1960г. было разработано и внедрено оборудование более сложной системы К-1920 (на 1920 каналов), позволяющим передавать наряду с телефонными сигналами и телепрограммы. Эта система имела спектр передаваемых частот 312 – 8524 кГц по однополосному способу. В дальнейшем был создан усовершенствованный вариант этой системы К-1920У. В аппаратуре систем передачи немаловажная роль отводится линейным усилителям, входящих в ее состав, а так же устройствам автоматического регулирования усиления и амплитудно-частотной коррекции. Впоследствии была создана система К-3600 ( на 3600 каналов ), работающая в диапазоне частот 0.8 . 18 МГц. В свое время была разработана аппаратура системы К-5400 с полосой частот до 30МГц и система К-10800(на 10800 каналов). Стремление к дальнейшему совершенствованию усилительной техники, улучшению ее показателей, привело в конце 60-х гг. к созданию усилителей на основе интегрально (планарной) технологии. Усилители, выполненные с помощью этой технологии, имеют малые габариты и энергопотребление, обладают высокой надежностью, хорошими экономическими и качественными показателями. В разработку методов анализа и расчета усилителей с использованием интегральных микросхем внесли значительный вклад работы таких ученых, как Л.
Выход ИС 5089 соединяется с базой NPN транзистора, в эмиттер которого включается мощный ИК светодиод (см. рис.P5.24). Можно подключить диод непосредственно к выходу ИС 5089, но излучаемая мощность в этом случае будет мала. NPN транзистор производит добавочный ток для питания светодиода. Рис.P5.24. Схема ИК передатчика DTMF На рис.P5.25 показана входная часть схемы ИК приемника. ИК фототранзистор соединен с КПОП операционным усилителем. Такая комбинация элементов позволяет управлять ИС 8870 через ИК канал на расстоянии порядка метра. Рис.P5.25. Схема входной части ИК приемника DTMF Система дистанционного управления (ДУ) Используя ИК соединение, вы можете нажать клавишу с определенным номером на клавиатуре и увидеть соответствующую цифру, отображенную на цифровом индикаторе. Проверьте качество ИК связи по направлению и максимальному расстоянию. Увеличения дальности связи можно добиться, помещая ИК светодиод и фототранзистор в отдельные рефлекторы. Хорошо подходит для этой цели рефлектор от старой лампы-вспышки. Устройство ДУ можно получить, добавив в схему ИС 4028, которая представляет собой двоично-десятичный дешифратор
1. Усилитель мощности широкополосного локатора
2. Усилитель мощности широкополосного локатора
3. Формула габаритной мощности трансформатора. Дроссели и магнитные усилители
4. Широкополосный усилитель мощности
5. Широкополосный усилитель мощности
10. Усилитель мощности для 1-12 каналов TV
11. Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ
12. Усилитель мощности системы поиска нелинейностей
13. Расчет и проектирование в тонкопленочном исполнении усилителя мощности
14. Усилители мощности телевизионного вещания
15. Расчёт усилителя мощности звуковой частоты
17. Усилитель мощности звуковой частоты
18. Усилитель мощности звуковой частоты для автомагнитолы
19. Мостовой усилитель мощности звуковой частоты
20. ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ КАЛИБРОВКИ РАДИОВЕЩАТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ
21. УСИЛИТЕЛЬ ПРИЁМНОГО БЛОКА ШИРОКОПОЛОСНОГО ЛОКАТОРА
27. Проектирование и расчет усилителя электронного модуля
28. Основы проектирования интегральных микросхем широкополосного усилителя
29. Анализ производственной мощности предприятия
30. Отчет по УИР. Телевизионные усилители
31. Компенсация реактивной мощности в сетях общего назначения
32. Расчет конденсационной турбины мощностью 165МВт на основе турбины-прототипа К-160-130-2 ХТГЗ
33. Получение препарата РНК-азы из автолизных дрожжей. Мощность производства 80,3 кг (год (Курсовая)
34. Выбор оптимального варианта повышения мощности турбообводом в составе энергоблока ВВЭР-640
35. Расчет импульсного усилителя
36. Расчет многокаскадного усилителя
37. Расчет усилителя низкой частоты
41. Усилитель систем контроля радиовещательных станций
42. УСИЛИТЕЛЬ РАДИОРЕЛЕЙНОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ
44. Усилитель кабельных систем связи
45. Усилитель модулятора системы записи компакт-дисков
46. Расчет частотных характеристик активного фильтра второго порядка на операционном усилителе
48. О мощности фотона и фотонном генераторе
49. Изменение частоты сердечных сокращений и артериального давления при работах разной мощности
50. Измерение мощности и энергии
51. Усилитель генератора с емкостным выходом
52. Усилитель приемной антенной решетки
53. Антенный усилитель с подъёмом АЧХ
57. Расчет усилителя на транзисторе
58. УСИЛИТЕЛЬ РАДИОРЕЛЕЙНОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ
59. Усилитель кабельных систем связи
60. Усилитель многоканальной системы передачи
61. Усилитель систем контроля радиовещательных станций
62. Расчет усилителя на транзисторе
63. Расчет усилителя низкой частоты с блоком питания
66. Усилитель вертикального отклонения осциллографа
67. Усилитель модулятора лазерного излучения
68. Усилитель промежуточной частоты
69. Усилитель систем контроля радиовещательных станций
73. Компенсация реактивной мощности
75. Проектирование прядильного производства мощностью А по выпуску аппаратной пряжи для изделия Б
76. Адаптация сердечной деятельности детей 5-7 лет к физическим нагрузкам различной мощности
77. Оценка экологических воздействий ветроэнергетической станции мощностью 10 МВт на окружающую среду
78. Оценка экологических воздействий ветроэнергетической станции мощностью 10 МВт на окружающую среду
81. Блок питания для компьютера, мощностью 350Вт, форм-фактор АТХ
82. Разработка и расчет двухкаскадного усилителя с релейным выходом
83. Усилитель модулятора лазерного излучения
84. Усилитель радиорелейной линии связи
85. Дифференциальный усилитель
89. Диагностика и регулирование усилителей сигналов
90. Источник бесперебойного питания мощностью 600 Вт
91. Применение магнетронных генераторов большей мощности в радиолокационных системах
92. Проектирование активных фильтров на интегральных операционных усилителях
93. Проектирование и расчет усилителя низкой частоты
94. Разработка двухкаскадного усилителя с непосредственной связью
95. Расчет многочастотного усилителя низкой частоты
96. Расчет разностного усилителя (вычитателя) на ОУ
97. Расчет трансформаторного усилителя
98. Расчет усилителя напряжения низкой частоты