Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)

Усилитель широкополосный

Пояснительная записка к курсовому проекту по курсу «Аналоговые электронные устройства»

РТФ КП.464.340. 001.ПЗ

Выполнил студент группы 129-2

_________ Б.И.Жаргалов

"___"________2012 г.

Руководитель

Профессор кафедры РЗИ

_________Л.И. Шарыгина

"___"________2012 г.

2012г.

Курсовой проект 30с., 12 рис., 6 табл., 5 источников, 2 прил., 2л. гра-

фич. материала.

ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР,

АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, 50-ОМНЫЙ ТРАКТ

ПЕРЕДАЧИ, ЧАСТОТНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ, НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ.

Разработан широкополосный усилитель с полосой рабочих частот

0.1 МГц÷25 МГц, коэффициентом передачи по напряжению порядка 65 дБ и

уровнем выходного сигнала 6 В. Данный усилитель предназначен для работы

в 50-омном согласованном тракте передачи.

Курсовой проект выполнен с использованием текстового редактора

WORD-2007 и графического редактора PAINT.

Результирующие характеристики усилителя уточнены на компьютере с

помощью пакета ELEKTRONICS WORKBENCH 5.0.

СОДЕРЖАНИЕ 1. Задание 2. Введение 3. Выбор и обоснование структурной схемы усилителя 4. Расчетная часть 4.1. Расчет оконечного каскада усилителя 4.1.1 Расчет режима транзистора 4.1.2 Расчет параметров транзистора 4.1.3 Расчет усилителя в области высоких частот 4.1.4 Расчет цепей питания 4.1.5 Расчет термостабилизации 4.2 Расчет предоконечного каскада 4.2.1 Выбор режима транзистора 4.2.2 Расчет параметров транзистора 4.2.3 Расчет усилителя в области высоких частот 4.2.4 Расчет цепей питания 4.2.5 Расчет термостабилизации 4.3 Расчет входного каскада 4.3.1 Выбор режима транзистора 4.3.2 Расчет параметров транзистора 4.3.3 Расчет усилителя в области высоких частот 4.3.4 Расчет цепей питания 4.3.5 Расчет термостабилизации 5. Расчет регулировок усиления 5.1 Расчет плавной регулировки усиления 6. Расчет усилителя в области низких частот 7.Оценка нелинейных искажений 8. Построение результирующей амплитудной и фазовой характеристики 9. Расчет устойчивости 10. Заключение Список использованных источников РТФ КП.464.340. 001.ПЗ Схема электрическая принципиальная РТФ КП.464.340. 001.ПЗ Перечень использованных элементов						4 5 6 7 7 7 10 10 11 12 15 17 17 18 19 20 21 22 22 22 23 24 25 25 26 27 30 31 33 34 35 36
					РТФ КП.464.340. 001.ПЗ
Изм.	Лист.	N0 докум.	Подп.	Дата
Разраб.		.Жаргалов Б.И.			Усилитель широкополсный Пояснительная записка		Лит.			Лист	Листов
Провер.		Шарыгина Л.И.								3
							ТУСУР РТФ гр.129-2

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации

УТВЕРЖДАЮ

Зав. Кафедрой РЗИ __________

ЗАДАНИЕ

На курсовое проектирование по дисциплине «Проектирование аналоговых электронные устройства» студенту группы 129-2 Жаргалову Бато

Тема проекта: «ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ»

Назначения усилителя:

1. Диапазон частот (0.1-25) МГц

2. Допустимые частотные искажения +\-3 дБ

3. Нелинейные искажения – оценить

4. Амплитуда входного сигнала 25 мВ

5. Источник входного сигнала Ri=50 Ом

6. Амплитуда выходного сигнал 6 В

7. Нагрузка 50 Ом

8. Регулировка усиления – 12 дБ

9. Условия эксплуатации Тср=(10-40) град.С

10. Дополнительные требования Rвх=50 Ом, Свх определить допустимое значение

Рекомендуемый порядок проектирования

1. Выбор и расчет структурной схемы.

2. Составление и расчет электрической схемы, выбор радиодеталей и составление перечня их.

3. Расчет результирующих характеристик.

Перечень обязательных чертежей

1. Электрическая схема.

2. Частотная и фазовая характеристики.

Задание выдано ___1.04.12_______ Срок сдачи проекта _________________

Руководитель проекта __________________ Шарыгина Л.И. ____________

Подпись студента ________________

2.Введение

При проектировании усилительных устройств решают ряд задач, связанных с составлением схемы, наилучшим образом удовлетворяющей поставленным требованиям технического задания, с расчетом этой схемы на основании выбранных параметров и режимов работы ее элементов. Целью данной курсовой работы является проектирование широкополосного усилителя.

Эскизный расчет ШУ состоит в выборе усилительного элемента, определении числа каскадов, распределении по каскадам частотных искажений так, чтобы их суммарная величина не превосходила заданную. Предварительно частотные искажения распределяют по каскадам равномерно. В процессе расчета их обычно приходится перераспределять для ослабления требований к какому-либо каскаду, чаще всего к предоконечному.

Общей задачей проектирования является отыскание наиболее простого, экономичного решения. Сложность проектирования как раз и заключается в том, чтобы найти это относительно простое решение.При проектировании усилителя задачу выбора схемы и параметров отдельных каскадов следует рассматривать как частную, подчинив ее общей задаче – выполнению технических требований к усилителю в целом. Поэтому рационально, исходя из общих технических требований, формулировать частные технические условия к отдельным каскадам усилителя или к усилительным секциям и вести их расчет на основании этих частных условий, которые должны находиться в определенной связи друг с другом.

3. Выбор и обоснование структурной схемы усилителя

Чтобы обеспечить амплитуду выходного сигнала, заданную в техническом задании, нужно выбрать многокаскадный усилитель, так как одного усилительного элемента недостаточно. Поэтому определим число каскадов для обеспечения выходного сигнала. С учетом коэффициента передачи входной цепи приблизительный (ориентировочный) коэффициент усиления определится как:

где K - коэффициент усиления;

E_г - Э.Д.С. источника сигнала;

R_г - внутреннее сопротивление источника сигнала;

R_вх - входное сопротивление предварительного (входного) каскада.

Входное сопротивление входного каскада в задании нам не дано, поэтому примем его равным сопротивлению генератора, т.е. 50 Ом.

Таким образом коэффициент усиления будет равен:

Для широкополосного усилителя число каскадов ориентировочно можно определить, полагая все каскады одинаковыми с т.е. 10 раз, по следующей формуле:

После того, как мы определили число каскадов, можно составить структурную схему всего усилителя, приведённую на рис.3.1:

Рисунок 3.1 Структурная схема усилителя

4. Расчетная часть

4.1. Расчет оконечного каскада усилителя

Расчет оконечного каскада усилителя начнем с выбора транзистора. Для этого рассчитаем некоторые параметры будущего усилителя. Таковыми являются граничная частота , напряжение , максимальный ток коллектора . Эти параметры находятся из формул (4.1.1)-(4.1.3) [1].

в – время установления, отведенное на каскады с учетом входной цепи	(4.1.1)
, где — начало нелинейного участка выходной характеристики	(4.1.2)
	(4.1.3)

Воспользовавшись формулами (4.1.1)-(4.1.4) находим:

Находим необходимый транзистор по справочнику [2].Этим требованиям отвечает транзистор КТ913А. Он имеет следующие параметры:

• граничная частота транзистора

• максимальное напряжение коллектор-эмиттер

• максимальный ток коллектора

• ёмкость коллекторного перехода

• постоянная времени цепи обратной связи

• максимальная рассеиваемая мощность коллектора

• обратный ток коллектора