Введение

За последние годы отечественная радио и электронная промышленность достигла значительных достижений в области освоения новой технологии производства радиоэлектронных средств (РЭС) в целом, в том числе с широким использованием печатных плат (ГШ) и элементов функциональной микроэлектроники. Совершенствуется технология производства за счет создания гибкого автоматизированного производства(ГАП) с максимальным внедрением роботов и других средств автоматизации в наиболее трудоёмких операциях сборки, монтажа, контроля и измерения. Электроника прошла несколько этапов развития, за время которых сменились поколения элементной базы: дискретная электроника, электровакуумных приборов (ЭВП), интегральная электроника микросхем, функциональная интегральная электроника.

Электрические сигналы используются во всех отраслях науки и техники. В большинстве случаев значения электрических сигналов, отображающих информацию о процессах и явлениях в природе и техники, очень малы. Поэтому, чтобы воспользоваться этими сигналами, их необходимо усилить с помощью усилительных устройств.

Усилительные устройства начали применять с 1910 года, когда В.И.Коваленков предложил для усиления электрических сигналов использовать электронную лампу.

С конца 50-х годов в электронной аппаратуре стали широко использоваться транзисторы. Благодаря достоинствам транзисторов в настоящее время электронная аппаратура строится в основном на полупроводниковых приборах. На основе интегральных микросхем изготавливают сложные и высоконадёжные электронные усилители малых размеров.

Усилительные устройства в составе измерительных приборов применятся во всех отраслях народного хозяйства. С их помощью слабые электрические сигналы усиливаются, в результате чего значения этих сигналов становится остаточными приведения в действие исполнительных устройств.

Практической направленностью курсового проекта является разработка и изготовление усилителя низкой частоты.

1 Общая часть

1. Анализ технического задания.

1. Диапазон питающего напряжения данного усилителя довольно большой, он составляет- (6...18)В

2. Пиковое значение выходного тока - 3 А

3. Ток в режиме покоя - 75 мА

4. Диапазон воспроизводимых частот - 20.. .20000 Гц

5. Коэффициент нелинейных искажений - 1%

6. Сопротивление нагрузки (номинальное 3,2) - больше 2 Ом

7. Выходная мощность - 20 Вт

8. Коэффициент усиления - 50 дБ

9. Размеры печатной платы - 65x35 мм

10.Условие эксплуатации по ГОСТ 15150-69:

-климатическое исполнение — умеренный климат (У);

-категория условий эксплуатации — в закрытом помещении с естественной вентиляцией.

1.2 Разработка структурной схемы.

Разработка структурной схемы производится тремя методами: 1). Эвристический—основан на накопленном опыте, анализе технической литературы и интуитивных соображений. На основании их анализа создается несколько моделей структурных схем, из них выбирается одна, самая надежная, самая простая, самая дешевая.

2) Математический метод—на основе исходных данных создаётся модель — математическое описание внешних воздействий. Проводится анализ модели, в которую входит математический расчёт, моделирование на ЭВМ, испытание макетов. Выбирается модель спроектированного устройства, имеющая оптимальные показатели качества.

3) Метод функционального наращивания—на основе исходных данных составляется перечень разрабатываемого устройства. В соответствии с функциями приводится перечень устройств реализующих эти функции и строится структурная схема.

Применительно к представляет собой радиоэлектронным прямоугольники с

средствам структурная схема названиями структурных частей устройства и стрелок—линии связи, показывающих прохождение сигналов.

Для получения характеристик, заданных в техническом задании, необходимо иметь структурную часть, выполняющую функцию предварительного усилителя, усиливающего входной сигнал по напряжению. Второй структурной единицей необходимо иметь усилитель по мощности - выходной каскад.

Разработанная структурная схема приведена на рисунке 1.

Используем для разработки метод функционального наращивания.

Особенности основной надписи в чертеже схемы электрической структурной: конструкторский код изделия имеет следующий вид:

1.3 Разработка схемы электрической принципиальной

Задача разработки электрической схемы проектируемого устройства является выбор и обоснование принципиальных схем каскадов для реализации структурной схемы.

Вначале производится анализ известных схемных решений проектируемого каскада, производится схема одного из них. И на основе анализа исходных данных и принятой структурной схемы выбирается наиболее подходящая электрическая схема. Критерии выбора: простота, надёжность, дешевизна при выполнении заданных требований. Она может быть дополнена, усовершенствована новыми схемными решениями.

Источник питания для данной схемы будет состоять из следующих элементов :

1. Устройство, понижающее напряжение ;

2. Выпрямитель ;

3. Фильтр ;

4. Стабилизатор ;

Для реализации понижения напряжения был применён однофазный двух обмоточный трансформатор

Для выпрямления переменного напряжения применялась мостовая схема выпрямления.

Преимущества данной схемы:

- Возможность работы без трансформатора .

- Меньше размеры и масса используемого трансформатора

- проще схема используемого трансформатора, так как не требуется делать вывод средней точки.

- Значение выпрямленного напряжения соответствует напряжению сети

- Цепь нагрузки не исключает электрической связи с сетью переменного тока.

Недостатки:

-Увеличенная стоимость из-за применения четырех диодов

-Увеличенные потери напряжения и мощности в схеме, из-за увеличенных внутренних сопротивлений.

Для сглаживания пульсаций выходного напряжения применялся емкостной фильтр, который применяют преимущественно в маломощных выпрямителях.

К достоинству емкостного фильтра можно отнести простоту его выполнения. Основным недостатком емкостного фильтра- необходимость применения диодов, рассчитанных на большую амплитуду прямого тока I_пр.и.п.

В схеме самого усилителя конденсатор С6 является разделительным, т.е. исключает влияние обратной связи между устройствами, которая нежелательна для нормальной работы усилителя.

Интегральная микросхема являются главным элементом в усилителе. В ней происходит как предварительное усиление, так и выходное усиление. Остальные элементы служат вспомогательными, т.е. играют роль фильтров и задают необходимый режим работы микросхемы.