Проектирование усилителя с RC связями

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Тюменский индустриальный университет»

Институт геологии и нефтегазодобычи

Кафедра кибернетических систем

Вариант №13

Курсовая работа

по дисциплине «Электроника и цифровая схемотехника»

на тему: Проектирование усилителя с RC связями

Выполнил: ст. группы АТП(б)-18-2

Семенов Алексей

Принял: доцент каф. КС Решетов А.А.

Тюмень

ТИУ

2020

Содержание

Введение        3

1. Разработка технического задания        4

2. Выбор и обоснование структурной схемы        5

2.1 Предварительный расчет усилителя        5

2.2 Предварительный расчет выходного каскада        7

3. Разработка электрической принципиальной схемы УНЧ        9

4. Окончательный расчет УНЧ        10

4.1 Расчет выходного каскада        10

4.2 Расчет предварительного каскада        15

5.3 Расчет входного каскада        19

Заключение        24

Список использованной литературы        25

Приложение А        26

Приложение Б        27

Приложение В        28

Введение

Одним из основных узлов современной электронной аппаратуры являются электронные усилители. Они широко применяются в устройствах автоматики, телемеханики и вычислительной техники.

Усилитель – это устройство, предназначенное для увеличения (повышения) мощности входного сигнала за счёт потребления энергии от внешнего источника питания. В основе работы любого типа усилителя лежат усилительные свойства транзисторов, т.е. способность усиливать электрические сигналы. Различают следующие три схемы включения транзисторов: включение по схеме с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК).

При схеме включения биполярного транзистора с общим эмиттером (ОЭ) входной сигнал подаётся на базу, а выходной сигнал снимается с коллектора. При этом выходной сигнал инвертируется относительно входного (для гармонического сигнала фаза выходного сигнала отличается от входного на 180°). Каскад усиливает и ток, и напряжение. Данное включение транзистора позволяет получить наибольшее усиление по мощности, поэтому наиболее распространено. Однако, при такой схеме нелинейные искажения сигнала больше, чем в схемах с общей базой или с общим коллектором. Кроме того, при данной схеме включения на характеристики усилителя значительное влияние оказывают внешние факторы, такие как напряжение питания или температура окружающей среды. Обычно для компенсации этих факторов применяют отрицательную обратную связь, но она снижает коэффициент усиления.

В данной курсовой работе будет рассчитан усилитель низкой частоты в соответствии с техническим заданием.

1. Разработка технического задания

Исходными данными для предварительного расчета являются:

1. Напряжение источника питания ЕГ = 0,05 В;
2. Сопротивление источника питания RГ = 1000 Ом;
3. Выходное напряжение UВЫХ max = 2,5 В;
4. Сопротивление нагрузки RН = 200 Ом;
5. Емкость нагрузки СН = 40 пФ;
6. Нижняя частота FН = 80 Гц;
7. Верхняя частота FВ = 30 кГц;
8. Коэффициент нелинейных искажений МН = 3 дБ;
9. Коэффициент нелинейных искажений МВ = 2  дБ;
10. Температура окружающей среды ТОС = 60 ˚С.

Требуется разработать структурную схемы усилителя, выполнить предварительный расчет коэффициента усиления по напряжению и по мощности, рассчитать количество каскадов усиления, спроектировать принципиальную электрическую схему и составить перечень элементов.

2. Выбор и обоснование структурной схемы

2.1 Предварительный расчет усилителя

Выбор структурной схемы усилителя основывается на анализе исходных данных, из которых следует, что входное сопротивление разрабатываемого усилителя может быть не большим, и его можно выполнить по схеме с общим эмиттером.