Расчет балансно-мостового транзисторного усилителя
Проектирование балансно-мостового усилителя на биполярных транзисторах, предназначенного для применения в усилителях низкой частоты, операционных и дифференциальных усилителях. Расчет требуемых характеристик источника питания. Выбор всех элементов схемы.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.05.2021 |
| Размер файла | 437,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Курсовая работа
По теме «Расчет балансно-мостового транзисторного усилителя»
Пояснительная записка
Содержание
Задание
Расчет требуемых характеристик источника питания
Расчет и выбор всех элементов схемы
Расчет КПД схемы
Оценка нелинейности схемы
Расчет частотных характеристик
Заключение
Список литературы
Размещено на http://www.allbest.ru
Задание
Необходимо рассчитать и спроектировать балансно-мостовой усилитель на биполярных транзисторах. Усилитель должен соответствовать указанным техническим требованиям.
Требования к усилителю :
Входное сопротивление усилителя не менее 2 КОм.
Требуемый коэффициент усиления 5.
Максимальная амплитуда выходного напряжения 12 В.
Выходное сопротивление не более 1200 Ом.
Рабочая полоса частот 50 Гц - 15 КГц.
Расчет КПД схемы при синусоидальном входном 1,1 В.
1.Расчет требуемых характеристик источника питания
Рис.1 Принципиальная электрическая схема
В данном проекте за номинальный ряд сопротивлений принимаем стандартный ряд Е24
|
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,5 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
2,7 |
3,0 |
|
|
3,3 |
3,6 |
3,9 |
4,3 |
4,7 |
5,1 |
5,6 |
6,2 |
6,8 |
7,5 |
8,2 |
9,1 |
В данной схеме учитываем, что дифференциальный каскад симметричен.
Рассчитываем резистор Rk1 ?Rвых .
Принимаем Rk1 = Rk2 = 1,2КОм.
Ток коллектора покоя рассчитываем по формуле 1.1:
Iк.пок>. (1.1)
Iк.пок>Iк.пок>5 мА.
Принимаем Iк.пок = 6 мА.
Коэффициент усиления схемы можно найти по формуле 1.2:
Iэ1= + (1.2)
Iэ2= +
Uвых= Iэ1* Rk1 - Iэ2* Rk2
Uвых= Rk ( + 2 * )
= Ku = Rk ( + )
Rэ0 = (5…10) * Rэ .
Ku = Rk ( + )
Rэ =
Rэ = = 320Ом.
Rэ1 = Rэ2 = 300Ом.
Rэ0 = 6 * 300 = 1800Ом.
Принимаем Rэ0 =1,8КОм.
Напряжение питания находится из следующего условия:
Uпит? 2* Iк.пок * (Rk + Rэ + Rэо ).
Uпит? 2* 6*10-3 * (1200 + 300 + 1800 ).
Uпит?39,6 В.
Исходя из полученного минимального значения напряжения питания, примем Uпит = 40 В, исходя из ГОСТ 23366-78.
По найденным значениям определим мощность рассеиваемую на резисторе, максимальный ток на коллекторе и максимальное напряжение на коллекторе :
Pk.max?Iк.пок * .
Pk.max?6 * 10-3 * .
Pk.max? 120 мВт.
Ik.max = 2* Iк.пок.
Ik.max = 2* 6 * 10-3 = 12 мА.
Uk.max?Uпит.
Uk.max?40 В.
мостовой усилитель транзисторный
Расчет и выбор всех элементов схемы
По рассчитанным значениям выбираем биполярный транзистор КТ503Б , предназначенный для применения в усилителях низкой частоты, операционных и дифференциальных усилителях.
Параметры транзистора :
h21Э = 80.
Iэ.мах = 0,15А.
Ukэ.мах = 40 В.
Сбк = 20 пФ.
Найдем напряжение на эмиттере:
Uэ.пок ? Iк.пок * (Rэ +2*Rэо )
Uэ.пок ? 6*10-3 * (300+2*1800)? 23,4 В
Uэ.пок ? 23,4В
Внутреннее сопротивление эмиттера:
rэ =
rэ =
rэ = 4,3Ом
Найдем напряжение на базе:
Uб.пок = Uэ.пок + Uбэ0
Uб.пок = 23,4 + 0,7
Uб.пок = 24,1 В
Рассчитаем входное напряжение на транзисторе:
Rвх.vt = (Rэ\\( + rэ)* h21Э
Rвх.vt = (+ 4,3)* 80
Rвх.vt = 20987,4 Ом ? 22 Ком
Решим систему уравнений для нахождения сопротивлений базы:
Rб2\ = Rб2 \\Rвх.vt =
Rб1 ?
Rб1 ?
Rб1 ? 3,3 Ком
Принимаем Rб1.1 =Rб1.2 =3,6 КОм
Подставляем Rб1 в уравнение и находим Rб2\
Rб2\ =
Rб2\ =
Rб2\ = 14,7 Ком
Подставляем Rб2\ в уравнение и находим Rб2
Rб2 =
Rб2 =
Rб2 =44,3 Ком
Принимаем Rб2.1 =Rб2.2 = 47 КОм
Рассчитаем ёмкости конденсаторов С1 и С2 приняв за fн нижнюю границу необходимого диапазона частот:
Свх ?
Свх ?0,5 мкФ
Принимаем Свх =С1 =С2 =0,5 мкФ
Расчет КПД схемы
КПД схемы находится по формуле 3.1:
з = (3.1)
Где:
Рнагр - мощность нагрузки.
Rн = 10*Rвых
Rн = 12 КОм
Рнагр =
Рнагр =
Рнагр =2,52*10-3 Вт = 2,52мВт
Рпок - мощность покоя.
Рпок = 2*(Рдел + Рvt)
Рvt = Iк.пок * Uпит
Рvt = 6*10-3 * 40
Рvt = 240 мВт
Рдел =Iдел * Uпит =
Рдел =
Рдел =0,8 мВт
Рпок = 2*(0,8 + 240)*10-3
Рпок =481,6 мВт
з =
з =0,005
При заданном уровне сигнала КПД усилителя > 0и устройство работает не эффективно. При более высоком уровне сигнала эффективность усилителя будет расти.
Оценка нелинейности схемы
Кг= (4.1)
Рассчитаем максимальный и минимальный ток коллектора
Ik.max = Iк.пок +
Ik. min = Iк.пок -
Ik.max = 6*10-3 +
Ik.max =11мА
Ik. min = 6*10-3 -
Ik. min = 1 мА
Рассчитаем максимальное и минимальное внутренние сопротивление эмиттера:
rэ.мах =
rэ.мах =
rэ.мах =26Ом
rэ.min =
rэ.min =
rэ.min =2,4Ом
Рассчитаем максимальное, минимальное и номинальное значение коэффициента усилителя:
Ku.max =
Ku.max =
Ku.max = 3,96
Ku.min =
Ku.min =
Ku.min = 3,7
Ku.ном =
Ku.ном =
Ku.ном= 3,94
Коэффициент нелинейности равен:
дKu =
дKu =
дKu =0,06
По результатам расчетов можно заключить, что нелинейные искажения в схеме стремятся к 0.
Расчет частотных характеристик
щнижн =
щнижн =
щнижн = 90
щверх =
щверх =
щверх =0,5 * 106
Тнижн = =
Тнижн =
Тнижн = 0,011
Тверх = =
Тверх =
Тверх = 2 * 10-6
щ=10-4…..105
График построен с помощью программы Mathcad.
Заключение
В ходе данной курсовой работы был спроектирован усилитель, соответствующий заданной теме и заданному техническому заданию. В результате работы были рассчитаны необходимые величины резисторов, конденсаторов, и после подобраны их номиналы. Выбраны необходимые транзисторы. Тем самым, были получены навыки теоретического расчета и их практического применения.
Список литературы
Электронные устройства приборов : учеб. пособие / И. С. Лебеденко, В. А. Смирнов ; Изд-во ТулГУ, 2003.
Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник/ Перельман Б. Л. - М.: Радио и связь, 1981.
ГОСТ 2.701-84 ЕСКД. Схемы, виды и типы. Общие требования к выполнению
ГОСТ 2.702-75 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем
ГОСТ 2.709-89 ЕСКД. Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах
ГОСТ 2.710-81 ЕСКД. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах
ГОСТ 2.721-74 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения
ГОСТ 2.728-74 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет элементов схемы транзисторного усилителя. Характеристики источника питания. Выбор всех элементов схемы (номиналов и мощностей). Оценка нелинейности схемы. Расчет печатной платы (толщина, размеры отверстий, контактных площадок, ширина проводников).
контрольная работа [321,9 K], добавлен 07.12.2014Расчёт параметров усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе. Схема транзисторного усилителя низкой частоты. Выбор биполярного транзистора, расчет элементов схемы. Аналитический расчёт параметров усилительного каскада на полевом транзисторе.
курсовая работа [381,5 K], добавлен 03.12.2010Общие сведения об усилителях звуковой частоты. Электрический расчет схемы прибора. Разработка узлов радиоэлектронной аппаратуры. Определение номиналов пассивных и активных элементов схемы усилителя низкой частоты, которые обеспечивают работу устройства.
курсовая работа [355,0 K], добавлен 13.10.2017Понятие и назначение усилителя низкой частоты. Разработка и расчет принципиальной схемы. Проектирование усилителя низкой частоты, состоящего из двух каскадов и RC-цепочки связи. Анализ работы схемы при помощи программы Electronics Workbench Version 5.12.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 27.08.2010Разработка структурной и принципиальной схемы устройства. Расчет двухкаскадной схемы усилителя низкой частоты с использованием полевого и биполярного транзисторов. Выбор навесных элементов и определение конфигурации пленочных элементов усилителя частоты.
курсовая работа [220,7 K], добавлен 22.03.2014Описание блок–схемы транзисторного двухкаскадного усилителя мощности низких частот. Вычисление мощности, потребляемой цепью коллектора транзистора от источника питания. Расчёт выходного и предварительного каскадов усилителя, фильтра нижних частот.
контрольная работа [323,8 K], добавлен 18.06.2015Составление структурной схемы усилителя низкой частоты радиоприемника и принципиальной схемы выходного каскада. Расчет входного сопротивления плеча. Основные параметры биполярного транзистора. Расчет двухтактного транзисторного каскада мощного усиления.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.12.2012Проектирование бестрансформаторного усилителя низкой частоты, расчет коэффициента усиления и диапазона возможных значений. Определение схемы выходного каскада и типов транзисторов каскадов усиления. Расчет электрической принципиальной схемы усилителя.
курсовая работа [138,4 K], добавлен 29.06.2015Структурная схема операционного разностного усилителя и его характеристики. Особенности расчета параметров разностного усилителя на операционных усилителях, его схемы электрической принципиальной. Расчет компенсационного стабилизатора напряжения.
курсовая работа [152,3 K], добавлен 04.12.2010Общая характеристика RC-усилителя, его назначение и свойства. Изучение взаимосвязи между каскадами RC-усилителя, его амплитудных и частотных характеристик. Построение эквивалентной схемы по электрической принципиальной и расчет ее основных элементов.
лабораторная работа [186,5 K], добавлен 09.06.2013Разработка структурной схемы усилителя низкой частоты. Расчет структурной схемы прибора для усиления электрических колебаний. Исследование входного и выходного каскада. Определение коэффициентов усиления по напряжению оконечного каскада на транзисторах.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 01.07.2021Описание работы каскада с указанием назначения элементов, построением токов и напряжений на вольт-амперных характеристиках транзистора. Обоснование выбора элементов схемы каскада по типу, допуску номинала, мощности, напряжению. Расчет элементов схемы.
курсовая работа [693,5 K], добавлен 09.02.2014Расчет усилителя мощности с представлением структурной схемы промежуточных каскадов на операционных усилителях. Расчет мощности, потребляемой оконечным каскадом. Параметры комплементарных транзисторов. Выбор операционного усилителя для схемы бустера.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 05.02.2013Расчет интегрирующего усилителя на основе операционного усилителя с выходным каскадом на транзисторах. Основные схемы включения операционных усилителей. Зависимость коэффициента усиления от частоты, а также график входного тока усилительного каскада.
курсовая работа [340,2 K], добавлен 12.06.2014Обзор литературы по усилителям мощности. Описание электрической схемы проектируемого устройства - усилителя переменного тока. Разработка схемы вторичного источника питания. Выбор и расчет элементов схемы электронного устройства и источника питания.
реферат [491,0 K], добавлен 28.12.2014Расчёт и обоснование требуемых характеристик источника питания. Определение и выбор всех элементов схемы (номиналов и мощностей). Вычисление параметров конденсаторов, резисторов, транзисторов. Расчёт КПД схемы при синусоидальном входном сигнале.
контрольная работа [170,2 K], добавлен 05.12.2010Основные схемы включения операционного усилителя и его характерные свойства. Исследование неинвертирующего и инвертирующего включения данных устройств, усилители переменного тока на их основе. Выпрямители и детекторы сигналов на операционных усилителях.
курсовая работа [825,0 K], добавлен 19.03.2011Выбор типа выходного каскада исходя из необходимой величины напряжения питания. Расчет цепей фильтрации по питанию. Выбор выходных транзисторов, необходимых для усилителя низкой частоты. Расчет фазоинверсного каскада и каскада предварительного усиления.
курсовая работа [476,7 K], добавлен 29.11.2011Основные понятия и определения важнейших компонентов усилителя. Проектирование и расчет усилителя низкой частоты (УНЧ) с заданными параметрами. Выбор и обоснование принципиальной электрической схемы выходного каскада, изучение его основных свойств.
курсовая работа [864,0 K], добавлен 13.01.2014Обоснование технических решений, проектирование усилителя низкой частоты, назначение и условия эксплуатации, описание существующих конструкций и электрических схем. Расчет параметров усилителя, выбор электронных компонентов схемы, входящих в состав.
курсовая работа [303,6 K], добавлен 14.03.2011
