Расчет усилителя звуковой частоты

Расчет усилителя звуковой частотыДонИЖТ

Кафедра АТ и ВТ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине "Электроника и микросхемотехника"

РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ

ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ

Рецензент доцент

Выполнил студент

1998

ЗАДАНИЕ

Рассчитать усилитель мощности по следующим данным:

1. Температура окружающей среды: 5 ÷ 45 ºС

2. Частота: 300 ÷ 3400 Гц

3. Коэффициент усиления: К = 90

4. Выходное напряжение: Uвых = 6 В

5. Выходной каскад: схема Дарлингтона

6. Нагрузка: Rн = 90 Ом

7. Инвертирующий усилитель

8. Операционный усилитель: К154УД1

Параметры микросхемы К154УД1:

Uпит = 2х(4...18), В ― напряжение питания

Uпит. ном = 2х15, В

KD = 150∙10³ ― минимальный коэффициент усиления

Uсф. max = 10 В ― допустимое значение синфазного входного напряжения

VU = 10 В/мкс ― скорость увеличения выходного напряжения

RD вх = 1 МОм ― входное сопротивление

Uсм = 5 мВ ― напряжение смещения

Iп = 0.15 мА ― потребляемый ток

IKUсм = 30 мкВ/К ― температурный коэффициент напряжения смещения

"нуля"

I1 = 40 нА ― входной ток

ΔI1 = 20 нА ― разностный входной ток

Uдф. max = 10 В ― допустимое значение дифференциального входного

напряжения

Ксф = 80 дБ ― коэффициент ослабления синфазного сигнала

f1 = 1 МГц ― частота единичного усиления

±U2m max = 11 В ― наибольшая амплитуда выходного напряжения

R2н min = 2 кОм ― наименьшее сопротивление нагрузки

Предусмотреть защиту выходного каскада и внешнюю коррекцию напряжения смещения нуля.

РЕФЕРАТ

Курсовая работа: 20 с., 3 рис., 2 приложеня

В данной курсовой работе произведен расчет усилителя мощности звуковой частоты на основе операционного усилителя К154УД1 и кремниевых транзисторов КТ814Б, КТ815Б, КТ315А, КТ361А предусмотрена внешняя коррекция напряжения смещения нуля.

Усилитель мощности, звуковая частота, транзисторы, микросхема

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 5

1. Выбор источника питания 6

2. Расчет и выбор транзисторов 7

3. Внешняя коррекция напряжения смещения 11

4. Защита выходного каскада 13

5. Выборы сопротивлений 14

6. Погрешности выполненных операций 15

Выводы 17

Перечень ссылок 18

Приложение А 19

Приложение Б 20

ВВЕДЕНИЕ

Техническая электроника широко внедряется практически во все отрасли науки и техники, поэтому знание основ электроники необходимо всем инженерам. Особенно важно представлять возможности современной электроники для решения научных и технических задач в той или иной области. Многие задачи измерения, управления, интенсификации технологических процессов, возникающие в различных областях техники, могут быть успешно решены специалистом, знакомым с основами электроники.

В настоящее время в технике повсеместно используются разнообразные усилительные устройства. Куда мы не посмотрим - усилители повсюду окружают нас. В каждом радиоприёмнике, в каждом телевизоре, в компьютере и станке с числовым программным управлением есть усилительные каскады. Эти устройства, воистину, являются грандиознейшим изобретением человечества.

В зависимости от типа усиливаемого параметра усилительные устройства делятся на усилители тока, напряжения и мощности.

В данном курсовом проекте решается задача проектирования усилителя мощности (УМ) на основе операционного усилителя (ОУ). В задачу входит выбор типа электронных компонентов, входящих в

состав устройства, с предусмотрением защиты выходного каскада и внешней коррекции напряжения смещения нуля.

Выбор активных и пассивных элементов является важным этапом в обеспечении высокой надежности и устойчивости работы схемы.

Для разработки данного усилителя мощности следует произвести предварительный расчёт и оценить количество и тип основных

элементов. После этого следует выбрать принципиальную схему предварительного усилительного каскада на ОУ и оконечного каскада.

Оптимизация выбора составных компонентов состоит в том, что при проектировании усилителя следует использовать такие элементы, чтобы их параметры обеспечивали максимальную эффективность устройства по заданным характеристикам, а также его экономичность с точки зрения расхода энергии питания и себестоимости входящих в него компонентов.

1. ВЫБОР ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Напряжение источника питания должно удовлетворять условию

Eп ≥ 2*Uвых m + Uнас + Uдоп ,где

Eп ― напряжение источника питания

Uвых m ― амплитуда напряжения сигнала на выходе, рассчитываемая

по формуле

_

Uвых m = √2 *Uвых

Uнас ― коллекторное напряжение, при котором транзистор входит в

режим насыщения (Определяется по справочным данным и

составляет

Uнас = (0,5...2), В)

Uдоп ― запас напряжения, учитывающий температурную

нестабильность каскада (Составляет Uдоп = (3...5), В)

_

Uвых m = √2*6 = 8.49 В

Eп = 2*8.49 + 2 + 5 = 23.98 В

Величину напряжения питания округляем до большего значения и выбираем необходимое из ряда напряжения питания.

Ряд напряжения питания

Eп, В 5 6 9 12 15 24 30 48 100 150

Выбираем напряжение питания равным Eп = 24 В.

2. РАСЧЕТ И ВЫБОР ТРАНЗИСТОРОВ

Для выбора транзисторов необходимо выполнить следующие действия:

2.1 Расчет тока на нагрузке

Ток на нагрузке вычисляем по формуле

Iн = Uвых /Rн ,где

Iн ― ток, протекающий через нагрузку

Uвых ― выходное напряжение

Rн ― сопротивление нагрузки

Определяем максимальную амплитуду выходного тока