Анализ технического задания

1. Анализ технического задания

Разрабатываемое устройство – усилитель низкой частоты на операционном усилителе. Устройство позволяет преобразовывать малые входные электрические сигналы в сигналы большей мощности на выходе.

2. Разработка функциональной схемы и принцип действия

2.1. Назначение

В курсовой работе спроектировано устройство, предназначенное для усиления мощности на низких частотах.

2.2. Состав

Устройство состоит из 3х резисторов, 4х транзисторов и операционного усилителя.

2.3. Принцип действия

Любой усилитель имеет структуру: входную и выходную цепи, к которым подключается источник сигнала ЕГ и нагрузочное устройство RH, источник питания и усилительный элемент (транзистор, микросхема). Процесс усиления связан с преобразованием энергии источника питания в энергию выходного сигнала Uвых усилителя.

Наличие одного только усилительного элемента (биполярного или полевого транзистора) без других элементов (резисторов, конденсаторов и т. д.) не может обеспечить усиление переменного сигнала.

С целью повышения к. п.д. усилительного каскада используется двухтактные усилители мощности, состоящие из двух симметричных транзисторов.

 

3. Разработка принципиальной схемы

3.1. Выбор элементной базы

Основным критерием подбора элементов является обеспечение заданных параметров работы устройства.

В соответствии с этим была выбрана следующая элементная база:

- Усилитель на основе микросхемы К544УД2

- Транзистор КТ315

- Транзистор КТ361

- Транзистор КТ814

- Транзистор КТ814

- Резисторы С1-4

3.2. Расчет параметров схемы

Необходимо рассчитать R2 :

k = 100; k = R2 / R1; R2 = k*R1 = 100*10 000 = 1 МОм

Остальные значения сопротивлений нам известны:

R1 = 10 кОм; Rн = 16 Ом.

Ток нагрузки:

Iн = (Uвых *√2)/ Rн = 5*1,41 / 16 = 0,4419 А

Чтобы знать выходные характеристики, необходимо рассчитать выходную мощность, которая выделяется на нагрузке Rн при заданном уровне нелинейных искажений:

Pвых = (Uвых ^2) / Rн = 25 / 16 = 1,563 (Вт),

где Uвых = 5 (В)

При выборе схемы необходимо было проверить выполнения заданного усиления на выбранном диапазоне частот.

Для этого необходимо перевести коэффициент усиления логарифмический вид:

Рис.1

Так как P1/P0 = K = 100, то величина усиления в децибелах будет равна Кд = 20 (дБ). Таким образом, сверив с графиком АЧХ усилителя на основе выбранной микросхемы, определяем, что усиление распространяется на нужные нам частоты (0 – 10кГц).

 

Список использованной литературы

1.  У. Титце, К. Шенк «Полупроводниковая схемотехника», М.: «МИР», 1982

2.  Л. Фолкенберри «Применение полупродниковых операционных усилителей и линейных ИС», М.: «МИР», 1985

3.  Курс лекций по «Схемотехнике»

 

 

Поз. обознач.	Наименование	Кол.	Применение
Элем.	Наименование	Кл.	Прим.
Т1	Транзистор	1	100 мА
Т2	Транзистор	1	3А
R1	Резистор	1	10 кОм
R2	Резистор	1	1М Ом
D	Усилитель	1	100
Rн	Резистор	1	16 Ом

Таблица 1