Курсовая по схемотехнике Устюжанин

Федеральное агентство связи

Федеральное Государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»

Кафедра ТЭ

Курсовая работа

«Расчет многокаскадного усилителя с ООС »

Выполнил: Устюжанин А.А.

Преподаватель: Брикман А.И.

Вариант 8

Новосибирск, 2014

Содержание

Исходные данные и цель работы.

Цель курсовой работы – разработать устройство с большим коэффициентом усиления по напряжению, при помощи обратной связи.

Исходные данные:

Вариант №8

Модель БТ – КТ3102B

Модель ПТ – KP308A

Е_К=9 В

Модуль источника сигнала - SS-L

U_н= 1.1 В

R_н= 0,55 кОм

E_ss=5мВ

R_ss=0.6кОм

K_uo=220

Цель работы:

Провести полный расчет 3-х каскадного усилителя при заданных в варианте условиях.

Структура и свойства выбранного типа ОС

Правильно выбранный тип ООС уменьшает потери согласования. Для усилителя напряжения правильный тип ООС – последовательная ООС по напряжению. При данном типе ООС R_BX – растет, а R_ВЫХ – падает.

Предварительный анализ исходных данных

Для получения полного комплекса исходных данных необходимо проанализировать предлагаемый модуль источника сигнала.

I_ss измеряется в режиме КЗ, т.е. ключ [space] должен быть замкнут.

I_ss = 8.334 мкА

E_ss измеряется в режиме ХХ, т.е. ключ [space] должен быть разомкнут.

E_ss =5 мВ

R_ss= E_ss/ I_ss=600 Ом [1]

Далее находим номинальный коэффициент усиления:

K_u.nom=U_н/E_ss=220 [2]

Параметры биполярного транзистора: β = 299;

h_21e = 402.

Структура и свойства выбранного типа ООС.

Правильно выбранный тип ООС уменьшает потери согласования. Для усилителя напряжения правильный тип ООС – последовательная ООС по напряжению. При данном типе ООС R_BX – растет, а R_ВЫХ – падает.

Разработка структурной и принципиальной схемы усилителя

Разработка структурной схемы.

Структурная схема представляется в виде последовательности прямоугольных блоков.

Схема состоит из трех каскадов.

Обоснование выбора каскадов:

- каскад с ОИ обеспечивает практически любое значение R_in.

- каскад с ОЭ обеспечивает самые высокие значения K_u0 до 400

- каскад с ОК обеспечивает самые низкие значения R_out в единицы ОМ, с учетом влияния ООС можно его понизить до долей Ом.

Разработка принципиальной схемы.

Обозначения элементов принципиальной схемы.

Схема содержит три каскада: VT1, VT2, VT3 (слева направо)

Резисторы в схемах имеют двух- или трехзначный индекс:

1-й символ – буква, название вывода транзистора: е –эмиттер, b – база, c – коллектор и т.д

2-й символ – цифра, индекс транзистора.

3-й символ – цифра, индексация резисторов базовой цепи.

ос – элементы обратной связи;

ss – сопротивление/напряжение генератора;

n – нагрузка.

Расчет элементов принципиальной схемы усилителя и показателей его стабильности.

Расчет схемы без подключения ООС.

Расчет начинанием с выходного каскада. Выходной каскад – эмиттерный повторитель:

Амплитудное значение тока нагрузки: (1)

Ток покоя: (2)

(3)

по Е24 (4)

Базовый делитель:

откуда по Е24 (5)

Действительные значения:

Коэффициент усиления выходного каскада:

(8)

Входное сопротивление третьего каскада:

(9)

Промежуточный каскад – ОЭ.

Амплитудное значение тока: (10)

В случае правильного выбора и расчетов уже в промежуточном каскаде максимальное значение тока покоя может быть < 1мА.

В любом случае для расчетов выбирать ток не менее 1 мА (11)

(12)

откуда . (13)

По ряду Е24

Базовый делитель:

откуда по Е24 (16)

Действительные значения:

Коэффициент усиления промежуточного каскада:

(19)

Входное сопротивление каскада:

(20)

Входной каскад – ОИ.

Ток покоя: (21)

(22) по Е24 R_s=0.3 кОм

Крутизна в рабочей точке:

(23)

Уравнение выходной цепи:

(24)

Коэффициент усиления каскада с учетом нагрузки:

(25)

Общий коэффициент усиления:

(26)

Расчет схемы с подключение ООС.

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

0.998 (34)

(35)

(36)

Расчет отклонений

Отклонение значения коэффициента усиления от номинального значения вследствие конечной глубины ООС в идеальных условиях на входе и выходе:

(37)

Отклонение значения коэффициента усиления от номинального значения вследствие конечной глубины ООС в реальных условиях.

(38)

Заключение

В данной работе я спроектировал каскадный усилитель, используя разные каскады, добился требуемого номинального коэффициента усиления.

Расчетные и экспериментальные значения сошлись с небольшим отклонением.

Приложения 1

Таблица 2. Перечень элементов схемы усилителя

Обозначение	Ед. изм.	Расчет	Е24 (в схеме)	Номер формулы
Входной каскад с ОИ
Rd	кОм	0.87	0.91	24
Rs	Ом	16	16	22
С1	мкФ	-	3.3	-
С12	мкФ	-	3.3	-
С13	мкФ	-	330	-
C13	мкФ	-	470	-
Промежуточный каскад с ОЭ
Rб21	кОм	470	470	16
Rб22	кОм	51	51	16
Rc2	кОм	3.9	3.9	14
Re2	Ом	390	390	15
С2	мкФ	-	3.3	-
Се2	мкФ	-	470	-
Выходной каскад с ОК
Rб31	кОм	100	100	5
Rб32	кОм	200	200	5
Re3	кОм	1.131	1.1	4
С3	мкФ	-	3.3	-
Цепь с ООС
Roc	кОм	-	7,5	30
Сoc	мкФ	-	470	-