Содержание
Введение2
1 Обоснование и выбор функциональной схемы устройства.3
2 Выбор и расчет принципиальных схем узлов устройства.4
2.1 Выбор операционного усилителя для входного и
предварительного усилителей.4
2.2 Питание операционных усилителей.5
2.3 Входной усилитель6
2.4 Регулятор уровня.7
2.5 Предварительный усилитель и усилитель мощности7
2.6 Выбор обратной связи.9
2.7 Источник питания.10
Заключение14
Список литературы15
Приложения
А Схема моделирования усилителя мощности в пакете программ Electronics Workbench 4.1.16
Б Расчет теплоотводов для транзисторов17
Выдержка из текста
Введение
Задачей курсового проектирования является закрепление теоретических положений курса «Аналоговые измерительные устройства», а также углубление и приобретение новых знаний при самостоятельной работе с литературными источниками, приобретение навыков практического проектирования конкретных электронных устройств, в том числе с применением ЭВМ.
В настоящее время для инженерных расчетов широко применяются различные пакеты прикладных программ, ориентированных на разные виды расчётов. В курсовой работе для расчетов использовались следующие пакеты:
— MathCad 8.0 – для проведения расчетов пояснительной записки.
— Electronics WorkBench 4.1 – для моделирования рассчитанных узлов.
— Microsoft Word XP – для написания пояснительной записки.
— AutoCAD 2002 – для создания принципиальной схемы устройства.
1 Обоснование и выбор функциональной схемы
Низкочастотный усилитель проектируется на основе входного усилителя, предварительного усилителя и усилителя мощности. Для обеспечения нужной величины входного сопротивления и коррекции искажений частотной характеристики используется входной усилитель. Для обеспечения качественных показателей выходного сигнала используется усилитель мощности с глубокой отрицательной обратной связью. Для обеспечения блоков аппаратуры выходными напряжениями (токами) заданного номинала и качества используется источник питания. Функциональная схема усилителя низкой частоты представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Функциональная схема усилителя низкой частоты:
ВУ – входной усилитель; РУ – регулятор уровня; ПУ – предварительный усилитель; УМ – усилитель мощности; ЦООС – цепь частотно-зависимой отрицательной обратной связи.
На усилитель мощности от источника поступает сигнал через разделительную емкость (Cр) с входного усилителя (ВУ), который служит для обеспечения заданного входного сопротивления (Rвх). Разделительная емкость необходима для уменьшения дрейфа нулевого уровня выходного напряжения. Для регулирования величины выходного напряжения сигнал с входного усилителя поступает на регулятор уровня.
Источник питания является выпрямительным устройством и состоит из четырех узлов: трансформатора, выпрямительного диодного моста, сглаживающего фильтра и усилительного каскада. Трансформатор необходим для получения заданного напряжения. Диодный мост необходим для выпрямления переменного напряжения. Сглаживающий фильтр использую для уменьшения пульсаций напряжений в схеме. В качестве него использую электролитические конденсаторы большой емкости. Роль усилительного каскада выполняют параллельно-балансные каскады на биполярных транзисторах.
2. Выбор и расчет принципиальных схем узлов устройства
2.1 Выбор операционного усилителя для входного и предварительного усилителя.
Выберу операционный усилитель (ОУ) для предварительного усилителя (ПУ). Основным параметром для выбора ОУ является частота единичного усиления. Проанализирую схему усилителя мощности (УМ): на вход устройства подается линейный сигнал , на выходе устройства снимается сигнал (2.1.1). Таким образом, коэффициент передачи устройства равен (2.1.2). Зная величину , можно определить коэффициент передачи отрицательной обратной связи: (2.1.3). С выхода ПУ на вход УМ подается сигнал . Тогда коэффициент передачи УМ равен (2.1.4).
По условию технического задания необходимо обеспечить величину коэффициента нелинейных искажений УМ равную . Запишем равенство:
(2.1.5),
где – коэффициент нелинейных искажений ОУ без ООС,
— коэффициент передачи ПУ.
При расчете приму величину =10%. Тогда =50 (2.1.6). Так как величины и известны, то (2.1.7). На единичной частоте =1, следовательно, (2.1.8). Выбираемый ОУ должен обладать не меньшей единичной частотой усиления. Такому требованию соответствует ОУ К574УД1А.
Его параметры [1]:напряжение питания
ток питания
входной ток
входное сопротивление
выходное напряжение
единичная частота .
Выбранный мной ОУ по своим параметрам подходит и для входного усилителя.
2.2 Питание операционных усилителей.
Питание операционных усилителей осуществляется по схеме, указанной на рисунке 2
Рисунок 2. – Схема питания операционных усилителей.
Список использованной литературы
Список литературы.
1.Лунин Л.Ф., Смирнов Ю.Н., Тарабрин Б.В. Интегральные микросхемы: Справочник./ под ред. Тарабрина Б.В. М.: Радио и связь, 1983.
2.Аронов В.Л., Баюнов А.А. Зайцев и др. Полупроводниковые приборы./ под общ. ред. Горюнова Н.Н. М.: Энергоатомиздат, 1985.
3.Акимов Н.Н., Ващуков Е.П., Прохроненко В.А, Ходоренко А.А. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА. Справочник. — Минск: Беларусь,1994.
4.Аксенов А.И., Нефедов А.В. Резисторы, конденсаторы, провода, припои, флюсы. Справочное пособие. — М.: Изд. «Салон-Р»,2000.
5.Перельман Б.Л. Полупроводниковые приборы. Справочник. — М.:Микротех.1996.