12

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОУ ВПО «Череповецкий государственный университет»

Институт информационных технологий

Пояснительная записка к

курсовой работе по дисциплине

“ Общая электротехника и электроника ”.

Тема:

«Расчет усилителя НЧ ».

Выполнила студентка

группы 1АП-31

Зайцева С.Ю.

Проверил преподаватель:

Нохрин А.Н.

Череповец, 2007 г.

Министерство образования и науки РФ

Череповецкий Государственный Университет

кафедра ЭП и ЭТ

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

по дисциплине «Общая электротехника и электроника»

1. Вариант 31:

Рассчитать усилитель НЧ и блок питания по следующим данным:

№ п/п	Rвх ≥ Ом	Rвых ≤ Ом	Fн ≤ Гц	Fв ≥ Гц	Кu>	Uвх мин. В	Uвх макс, В
31.	1000	200	300	20000	100	0,01	0,1

2. Перечень материалов, предоставленных к защите:

а) пояснительная записка,

б) графические материалы.

Руководитель: Нохрин А.Н.

Содержание:

1. Техническое задание на курсовую работу………………………………2

2. Введение

2.1.Усилитель.…………………………………………..............…………..4

2.2.Источник питания……………………………………………………..6

3. Сравнение схем усилителей……………………………………………...7

4. Выбор микросхемы УНЧ.………………………………………………...9

5. Расчет УНЧ………………………………………………………………….

6. Заключение………………………………………………………………….

7. Литература…………………………………………………………………..

Введение.

УСИЛИТЕЛЬ – это электронное устройство, управляющее потоком энергии, идущей от источника питания к нагрузке. Причем мощность, требующаяся для управления, намного, как правило, меньше мощности, отдаваемой в нагрузку, а формы входного (усиливаемого) и выходного (на нагрузке) сигналов совпадают.

Все усилители можно классифицировать по следующим признакам:

• По частоте усиливаемого сигнала: усилители низкой частоты (УНЧ) для усиления сигналов от десятков герц до десятков или сотен килогерц; широкополосные усилители, усиливающие сигналы в единицы и десятки мегагерц; избирательные усилители, усиливающие сигналы узкой полосы частот;

• по роду усиливаемого сигнала: усилители постоянного тока (УПТ), усиливающие электрические сигналы с частотой от нуля герц и выше; усилители переменного тока, усиливающие электрические сигналы с частотой, отличной от нуля;

• по функциональному назначению: усилители напряжения, усилители тока и усилители мощности в зависимости от того, какой из параметров усилитель усиливает.

Процесс усиления основывается на преобразовании энергии источника постоянного напряжения в энергию переменного напряжения в выходной цепи за счёт изменения сопротивления по закону, задаваемому входным сигналом.

Усилитель может состоять из одного или нескольких каскадов. Для многокаскадных усилителей его коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления отдельных его каскадов; К = К1 * К2 *… *Кn. Если коэффициенты усиления каскадов выражены в децибелах, то общий коэффициент усиления равен сумме коэффициентов усиления отдельных каскадов:

К(дБ) = К1(дБ) + К2(дБ) +… + Кn(дБ).

Обычно в усилителе содержатся реактивные элементы, в том числе и «паразитные», а используемые усилительные элементы обладают инерционностью. В силу этого коэффициент усиления является комплексной величиной. Помимо коэффициента усиления важным количественным показателем является коэффициент полезного действия: η = P_вых /P_ист , где P_ист - мощность, потребляемая усилителем от источника питания.Роль этого показателя особенно возрастает для мощных, как правило, выходных каскадов усилителя.

Рассмотрим основные характеристики усилителей.

Амплитудная характеристика – это зависимость амплитуды выходного напряжения (тока) от амплитуды входного напряжения (тока). В каждом усилителе есть такое U_вх.min , после которого наблюдаются нелинейные искажения входного сигнала. Степень нелинейных искажений оценивается коэффициентом нелинейных искажений (или коэффициентом гармоник). При подаче на базу транзистора относительно эмиттера напряжения синусоидальной формы U_бэ в силу нелинейности входной характеристики транзистора i_б = f(U_бэ) входной ток транзистора i_б, а следовательно и выходной ток i_к отличен от синусоиды, т.е. в нем появляется ряд высших гармоник. Отсюда следует, что нелинейные искажения зависят от амплитуды входного сигнала и положения рабочей точки транзистора и не связаны с частотой входного сигнала, т.е. для уменьшения искажения формы выходного сигнала входной должен быть низкоуровневым.

Амплитудно-частотная характеристика(АЧХ) и фазо-частотная характеристика (ФЧХ) усилителя. АЧХ – это зависимость модуля коэффициента усиления от частоты, а ФЧХ – это зависимость угла сдвига фаз между входным и выходным напряжениями от частоты. При усилении гармонического сигнала достаточно малой амплитуды искажения формы усиленного сигнала не возникает. При усилении сложного входного сигнала, содержащего ряд гармоник, эти гармоники усиливаются усилителем неодинаково, так как реактивные сопротивления схемы по-разному зависят от частоты, и в результате это приводит к искажению формы усиленного сигнала. Такие искажения называются частотными и характеризуются коэффициентом частотных искажений: M = K₀/K_f. ФЧХ позволяет оценить фазовые искажения, возникающие в усилителях по тем же причинам, что и частотные.

Переходная характеристика – это зависимость выходного сигнала (тока, напряжения) от времени при скачкообразном входном воздействии.

Обратной связью называют влияние некоторой выходной величины на некоторую входную, которая в свою очередь существен­ным образом влияет на выходную величину (определяет эту выходную величину). В усилителях, как правило, ис­пользуется так называемая отрицательная обратная связь (ООС). При нали­чии отрицательной обратной связи выходной сигнал та­ким образом влияет на входной, что входной сигнал уменьшается и это приводит к уменьшению выходного сигнала. Обратная связь исключительно благо­творно влияет на многие параметры и характеристики уси­лителя. В частности, уменьшаются искажения сигнала, в значительно большем диапазоне частот коэффициент уси­ления оказывается не зависящим от частоты и т. д.

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ.

В современной радиоэлектронной аппаратуре предъявляются разнообразные, подчас весьма высокие, требования к качеству питающего напряжения. От правильного выбора и расчета источника питания зависят надежность, массово габаритные показатели, стоимость и КПД комплекса радиоэлектронной аппаратуры. В настоящее время разработано огромное количество типовых схем источников питания, эти схемы постоянно совершенствуются с целью повышения качества питающего напряжения, уменьшения габаритно-массовых показателей, стоимости изделия. Этому процессу способствует появление новых радиоэлектронных элементов с улучшенными показателями.

Все средства электропитания можно разделить на первичные и вторичные. К первичным обычно относят такие средства, которые преобразуют неэлектрическую энергию в электрическую, например, электромеханические генераторы, электрохи-мические источники-аккумуляторы или гальванические элементы, фотоэлектрические генераторы-солнечные батареи и фотоэлементы, термоэлектрические источники и др. Непосредственное использование первичных источников затруднено тем, что их выходное напряжение в большинстве случаев не поддается регулировке, а стабильность его недостаточно высокая. Однако для питания электронной аппаратуры в большинстве случаев требуется высокостабильное напряжение с различными номинальными значениями — от единиц вольт до нескольких сотен вольт, а в раде случаев даже выше. По этой причине любое электронное устройство содержит вторичный источник электропитания, который подключается к одному из первичных источников.

Вторичные источники питания предназначены для получения напряжения, необходимого для непосредствен­ного питания электронных и других устройств. Предпола­гается, что вторичные источники в свою очередь получа­ют энергию от первичных источников питания, вырабатывающих электричество — от генераторов, акку­муляторов и т. д. Питать электронные устройства непос­редственно от первичных источников обычно нельзя. Вторичные источники питания являются одними из наиболее важных устройств электроники. Например, ча­сто надежность того или иного устройства электроники существенно зависит от того, насколько надежен его вто­ричный источник питания. Общепринято вторичные ис­точники называть источниками питания. Обычно источники питания состоят из последовательно подключенных трансформатора, выпрямителя, фильтра и стабилизатора и далее непосредственно к самому усилителю.