Импульсный усилительный каскад
Курсовая работа, 25 Февраля 2014, автор: пользователь скрыл имя
Описание работы
Рассчитать и спроектировать импульсный усилитель, отвечающий основным требованиям, представленным в таблице 1.
Исходя из технических характеристик разрабатываемого усилителя, выбрать транзистор в выходной каскад по граничной частоте, максимальному напряжению коллектор-эмиттер и максимальному току коллектора.
Проектирование многокаскадного усилителя характеризуется в первую очередью тем, что решение не является однозначным. В связи с этим возникает задача выбора оптимального варианта. При проектировании всегда возникает вопрос между качеством и ценой. Нам необходимо достичь оптимального варианта.
Содержание работы
Задание на проектирование…………………………….…………….………………………………….….…3
Ведение…….………………….…………………………...............................................................................................5
Расчет выходного каскада……………………………..……………………………………………………........6
.Выбор транзистора в выходном каскаде…………….……..…………………...………………...…..6
.Выбор режима работы выходного каскада по постоянному и переменному току..8
.Расчет выходного каскада по постоянному и переменному току, включающий расчет элементов задания и стабилизации режима..…………………….………………….……......10
.Определение низкочастотных и высокочастотных параметров транзистора выходного каскада в средней точке…….…………………………………………….…………………………....14
.Расчет коэффициента усиления и времени установления выходного каскада.…..16
.Окончательный расчет выходного каскада с учетом введенных цепей обратной связи или коррекции…………………………………….…….…………………………….…………………………….17
.Определение входного сопротивления и входной емкости выходного каскада…...21
Расчет предварительных каскадов………..…………………………………….………………..………….22
.Выбор транзистора для предварительных каскадов..……………….…………………......….22
.Выбор режима работы транзисторов в каскадах предварительного усиления…24
.Определение параметров транзистора в рабочей точке…….……………………………............................................................................................................................26
.Определение количества предварительных каскадов …………..…………………..………….27
Расчет первого предварительного каскада по постоянному и переменному току…………………………………………………………………………………………………………….…………………....29
.Расчет элементов стабилизации первого предварительного каскада ………………………………………………………………………………………………………………………..…………….29
.Расчет времени установления первого предварительного каскада…………………….33
.Определение входного сопротивления и входной емкости первого предварительного каскада……………….………………………………………………………………………….…36
Расчет второго предварительного каскада по постоянному и переменному току……...........................................................................................................................................................................37
.Расчет элементов стабилизации второго предварительного каскада…………...…37
.Расчет времени установления второго предварительного каскада………...........…..38
4.3 Определение входного сопротивления и входной емкости второго предварительного каскада…..……………………………………..………………………………………………….………………….……...39
Расчет входного каскада………………………………………………………………………….…………………..41
.Расчёт времени установления входного каскада………………………………………………….41
.Расчёт входного сопротивления и входной ёмкости входного каскада………………41
Расчет вспомогательных цепей…………………………………………………………………..................43
Расчет мощностей, рассеиваемых на резисторах, напряжений, действующих на конденсаторах, и токов протекающих через катушки индуктивности……………..45
Заключение………………………………………………………………………………………………….……………47
Список использованной литературы……………………………………………………………….48
Файлы: 1 файл
Готовой курсач по схемотехнике.docx
— 1.43 Мб (Скачать файл)
Выберем в качестве разделительных в качестве блокировочных . Во всех каскадах будем использовать именно эти конденсаторы.
Рассчитаем спад плоской вершины импульса, создаваемый этими конденсаторами для каждого каскада.
- В выходном каскаде.
Спад плоской вершины импульса за счет цепи связи в выходном каскаде рассчитывается по формуле:
где Ом – сопротивление коллекторной нагрузки; – активная нагрузка выходного каскада; – длительности импульса.
Спад плоской вершины импульса за счет цепи эмиттера находиться как
где и – низкочастотные параметры в рабочей точке выходного каскада.
Суммарный спад плоской вершины импульса в выходном каскаде равен:
- В первом предварительном каскаде.
Спад плоской вершины за счет цепи связи рассчитывается по той же самой формуле, только для первого предварительного каскада нагрузкой является входное сопротивление выходного каскада , и сопротивление коллекторной нагрузки равно .
Спад плоской вершины импульса за счет цепи эмиттера рассчитаем, пользуясь той же формулой, взяв g–параметры в рабочей точке первого предварительного каскада:
Суммарный спад плоской вершины импульса в первом предварительном каскаде равен:
- Во втором предварительном каскаде.
Спад плоской вершины за счет цепи связи во втором каскаде рассчитывается аналогично первому, только для второго предварительного каскада нагрузкой является входное сопротивление первого каскада , и сопротивление коллекторной нагрузки немного отличается от первого предварительного каскада .
Спад плоской вершины импульса за счет цепи эмиттера будет точно таким же, как и в первом предварительном каскаде, т.к. эти каскады имеют одинаковые g–параметры. Это обусловлено тем, что у них остается неизменным положение рабочей точки.
Суммарный спад плоской вершины импульса вовтором предварительном каскаде равен:
- В входном каскаде.
На вход эмиттерного повторителя подается сигнал с источника сигналов. Его внутреннее сопротивление обычно принимают за активное сопротивление Rг. Оно влияет на спад плоской вершины во входной цепи. Примем, что RГ=0.1Rвх=150(Ом). Тогда спад плоской вершины во входной цепи (засчет Ср)
Определим общий спад плоской вершины всего усилителя, он находиться как сумма спадов всех каскадов:
Полученный спад удовлетворяет техническому задания, т.е. он меньше чем 3%.
- Расчет мощностей рассеиваемых на резисторах, напряжений, действующие на конденсаторы, и токов, протекающие через катушки индуктивности.
1.Выходной каскад.
Расчет мощностей, рассеиваемых на резисторах:
Расчет напряжений, действующих на конденсаторы:
2. Первый предварительный каскад.
Мощность, рассеиваемая на резисторах, и напряжения, действующие на конденсаторы, и в первом и во втором предварительном каскаде будут одинаковыми, т.к. параметры схемы почти не отличаются.
Расчет мощностей, рассеиваемых на резисторах:
Расчет напряжений, действующих на конденсаторы:
Для первого предварительного каскада ток через индуктивность равен
3.Второй предварительный каскад.
Расчет мощностей, рассеиваемых на резисторах:
Расчет напряжений, действующих на конденсаторы:
4.Входной каскад.
Расчет мощностей, рассеиваемых на резисторах:
Для всего усилителя выберем резисторы с максимальной рассеиваемой мощностью 0,5 Вт.
Так как на всех конденсаторах падает не более 10 вольт, то выберем конденсаторы с допустимым напряжением 16В.
Заключение
Зная коэффициент усиления каждого каскада, рассчитаем коэффициент усиления всего нашего каскада и сравним его с техническим заданием, причем рассчитанный должен быть больше либо равен заданному:
Заданный коэффициент равен:
Найдем коэффициент всего нашего усилителя:
Рассчитанный коэффициент усиления совпадает с заданным.
По аналогии, зная время установления каждого каскада, найдем время установления всего нашего усилителя, причем рассчитанное должно быть меньше либо равно заданному:
Вычислим получившееся время установления всего усилителя:
Основные параметры занесем в таблицу 5.
Таблица 5. Основные параметры усилителя.
Параметр |
Обозначение |
Величина |
Время установления |
, [нс] |
0,186 мкс |
Выброс |
, [%] |
1,087 |
Входное сопротивление |
, [кОм] |
1,647 |
Спад плоской вершины |
, [%] |
1,55 |
Напряжение питания |
, [В] |
80, 18 |
Коэффициентусиления |
5500 |
Список литературы
Варшавер Б.А. Расчет и проектирование импульсных усилителей.
Учебное издание для вузов. - М., «Высшая школа», 1975.
- Дуркин В.В., Тырыкин С.В. Схемотехника аналоговых электронных устройств. Методические указания к курсовому проектированию. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006.
Тырыкин С.В. Схемотехника аналоговых электронных устройств.
Варианты заданий и справочные материалы к курсовому проектированию. - Новосибирск, 2004.
- Дуркин В.В., Шлыкова О.Н. Основы проектирования и моделирования радиоэлектронных устройств в среде MICRO-CAP 8. Методические указания. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009.