Реферат: Расчет усилителя низкой частоты с блоком питания

Техническое задание.

Рассчитать схему усилителя низкой частоты с блоком питания. Исходные данные:

n

коэффициент усиления по напряжению — 80;

n

верхняя граничная частота - 10 кГц;

n

нижняя граничная частота - 300 Гц;

n

параметры нагрузки : - сопротивление - 200 Ом, емкость - 6800 ....... ;

n

коэффициент пульсаций на выходе блока питания - не более 0.15 .

Расчетная часть.

В качестве схемы усилителя выберем стандартную схему включения транзистора с общим эмиттером (рис. 1) . Разделительный конденсатор С1 служит для передачи на вход транзистора VT1 усиливаемого переменного напряжения, а также исключает попадание на вход транзистора постоянного напряжения. Резисторы R1 и R2 образуют делитель для получения необходимого напряжения смещения на базе транзистора. Резистор R1 и конденсатор C2 обеспечивают температурную стабилизацию работы усилителя. В данной схеме резистор RН является нагрузкой.

В качестве транзистора VT1 выберем широко распространенный КТ 315 Д со следующими параметрами:

n

максимальный ток коллектора IК MAX= 100 м А ;

n

максимальное напряжение коллектор — эмиттер UКЭ MAX= 40 В ;

n

максимальная рассеиваемая мощность транзистора P МАХ= 150 м Вт ;

n

статический коэффициент передачи h21 <img src="/cache/referats/2343/image003.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> 50 .

Напряжение питания UП примем равным 9 В , тогда для определения рабочего режима выберем две крайние точки : (U КЭ= U П, I K= 0) и (U КЭ= 0, IK ),где U КЭ- напряжение коллектор — эмиттер, I K - максимальный ток в нагрузке:

I K= <img src="/cache/referats/2343/image005.gif" v:shapes="_x0000_i1027"> = <img src="/cache/referats/2343/image007.gif" v:shapes="_x0000_i1028"> = 45 (м А).

Для нормальной работы транзистора выберем рабочую точку :

I K0= <img src="/cache/referats/2343/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1029"> = <img src="/cache/referats/2343/image011.gif" v:shapes="_x0000_i1030"> <img src="/cache/referats/2343/image003.gif" v:shapes="_x0000_i1031"> 23(м А),

UКЭ0 =<img src="/cache/referats/2343/image013.gif" v:shapes="_x0000_i1032"> = <img src="/cache/referats/2343/image015.gif" v:shapes="_x0000_i1033"> = 4.5 (В).

Тогда мощность, выделяющаяся в транзисторе :

PK0 = I K0 * UКЭ0= 23 * 4.5 = 103.5 ( м Вт),

что не превышает максимальную рассеиваемую мощность транзистора P МАХ= 150 м Вт.

Мощность, потребляемая усилителем от источника питания :

P0= I K0 * UП= 23 * 9 = 207 ( м Вт).

Для схемы с общим эмиттером коэффициент усиления по току k i примерно равен статическому коэффициенту передачи h21. Базовый ток транзистора :

I Б0= <img src="/cache/referats/2343/image017.gif" v:shapes="_x0000_i1034"> = <img src="/cache/referats/2343/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1035"> =0.46(м А).

Теперь определим номиналы резисторов :

R1 <img src="/cache/referats/2343/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1037"> , R2<img src="/cache/referats/2343/image023.gif" v:shapes="_x0000_i1038"> , R3 <img src="/cache/referats/2343/image025.gif" v:shapes="_x0000_i1039"> , где

I Д - ток через делитель, I Д <img src="/cache/referats/2343/image003.gif" v:shapes="_x0000_i1040"> 4* I Б0.

R1 <img src="/cache/referats/2343/image027.gif" v:shapes="_x0000_i1041"> <img src="/cache/referats/2343/image003.gif" v:shapes="_x0000_i1042"> 3.9 (к Ом) ,

R2<img src="/cache/referats/2343/image029.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> <img src="/cache/referats/2343/image003.gif" v:shapes="_x0000_i1044"> 560 (Ом) ,

R3 <img src="/cache/referats/2343/image003.gif" v:shapes="_x0000_i1045"> 1 (к Ом) .

Коэффициент усиления по напряжению определяется как : ku = <img src="/cache/referats/2343/image031.gif" v:shapes="_x0000_i1046">.

Отсюда входное сопротивление транзистора :

RВХ= <img src="/cache/referats/2343/image033.gif" v:shapes="_x0000_i1047"> = <img src="/cache/referats/2343/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1048"> = 125 (Ом).

Емкость конденсатора С1 рассчитывается исходя из того, что его сопротивление по переменному току на самой низкой частоте должно быть во много раз меньше входного сопротивления :

С1 <img src="/cache/referats/2343/image037.gif" v:shapes="_x0000_i1049"> = 42.46 (мкФ).

Выбираем ближайший - 50 мкФ.

Для заданной полосы частот емкость конденсатора С2 должна быть равна десяткам микрофарад, возьмем 20 мкФ.

Теперь рассчитаем стабилизатор напряжения с требуемыми параметрами. Входные цепи блока питания состоят из понижающего сетевого трансформатора и мостового выпрямителя. Схема стабилизатора напряжения показана на рис. 2.

Так как потребляемая схемой мощность небольшая, в качестве стабилизатора DA1 возьмем специально предназначенную микросхему К142ЕН8А, обеспечивающую выходное напряжение + 9 В и ток в нагрузке до 1 А. Данная микросхема обеспечивает коэффициент пульсаций на выходе примерно 0.03, что удовлетворяет заданию. Для нормальной работы напряжение на входе микросхемы должно быть не менее 12 Вольт, поэтому конденсаторы С1 и С2 выбираем на рабочее напряжение 25 В и емкостью 500 мкФ.

Литература.

1.

Жеребцов И. П. Основы электроники. — Л.: Энергоатомиздат, 1989.

2.

Транзисторы: Справочник. — М.: Радио и связь, 1990.

3.

Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник. — М.: Радио и связь, 1990.

еще рефераты

Еще работы по радиоэлектронике

Реферат по радиоэлектронике

Пьезоэлектрики и их свойства

29 Августа 2013