рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

На тему: Расчет усилителя звуковой частоты

На тему: Расчет усилителя звуковой частоты - раздел Искусство, Управление Образования Республики Казахстан Алматинский Государствен...

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

 

 

Председатель ПЦК

радиотехнических дисциплин:

«___» ________ 2013 г.

____________З. Болат

 

На тему: «Расчет усилителя звуковой частоты»

по специальности: 1310000 «Техническая эксплуатация транспортного радиоэлектронного оборудования»

 

Оценка за курсовую работу_________________________________

 

Руководитель: _________ Г. Алишева

(подпись)

«___» ____________ 2013 г.

Выполнил обучающийся группы РР-23

Галымжанов Жаксылык

 

АЛМАТЫ 2013

Задание на выполнение курсовой работы по дисциплине

«Электронные приборы и основы микроэлектроники»

 

Обучающийся Галымжанова Жаксылыка группы РР – 23

Алматинского государственного колледжа энергетики и электронных технологий

 

 

Тема курсовой работы: Расчет усилителя звуковой частоты_ _

 

Курсовая работа выполняется по данной теме, в следующем объеме:

 

I. Исходные данные

II. Содержание пояснительной записки

Техническое задание

Введение

1. Структурная схема усилителязвуковой частоты

2. Резисторный каскад

3. Расчет резисторного каскада

3.1 Выбор типа транзистора и режима работы по постоянному току

3.2 Определение элементов принципиальной схемы

3.3 Расчет результирующих показателей

Заключение

Список использованной литературы

Графическая часть

 

III. Графическая часть

1. Принципиальная электрическая схема (Приложение А)

2. Принципиальная структурная схема (Приложение Б)

3. Входная и выходная характеристики транзистора (Приложение В)

4. Амплитудно - частотная характеристика (Приложение Г)

 

 

Дата выдачи «____» ________ 2013 г.

Дата сдачи «____» ________ 2013 г.

Преподаватель: __________ Г. Алишева

 

Содержание

 

 

Введение
Структурная схема усилителя звуковой частоты
Резисторный каскад
Расчет резисторного каскада
3.1 Выбор типа транзистора и режима работы по постоянному току
3.2 Определение элементов принципиальной схемы
3.3 Расчет результирующих показателей
Заключение Список использованной литературы

 

Введение

 

 

Усилитель – элемент системы управления, предназначенный для усиления входного сигнала до уровня, достаточного для срабатывания исполнительного механизма, за счёт энергии вспомогательного источника, или за счёт уменьшения других характеристик входного.

Усилительные устройства актуальны были всегда. И в нынешнем, современном мире они все также находят достойное место среди другой аппаратуры. Усилители широкополосные, импульсные, осциллографические, видео, звуковые и еще много других, без которых не обходится сейчас практически ни один законченный функциональный блок. Особое место занимают усилители звуковых частот (УЗЧ). Необходимость их применения очевидна и вытекает из названия. УЗЧ применяются как бытовой аппаратуре, так и в военной, а также космической технике.

 

 

В век интегральных технологий габариты устройств снизились на столько, что полностью законченное устройство можно разместить и на ладони. Не обошло стороной это и УЗЧ. Сейчас легко приобрести довольно компактную микросхему усилителя нужной мощности и, дополнив ее некоторыми стандартными навесными элементами, получить готовый прибор. Однако, за габариты микросхем, в некоторой степени, нужно "платить". Дело в том, что многие микросхемы требуют достаточно громоздкие радиаторы, поэтому в мощных усилителях, а точнее в их выходных каскадах применяют в основном транзисторы. Микросхемы (например, операционный усилитель) дают очень большой коэффициент усиления по напряжению, однако, для того чтобы развить в нагрузке необходимую мощность требуется еще и усиление по току. Транзисторы являются приборами, которые работают с большими токами, и, к тому же они не очень высокочастотны, то есть они отлично подходят для УЗЧ. В промежуточных и входных каскадах чаще используют все же микросхемы. Таким образом, в современной аппаратуре с успехом применяются как транзисторы, так и аналоговые микросхемы.

Сейчас среди довольно известных знатоков музыки бытует мнение о том, что ламповые усилители наиболее четко передают истинное звучание живой музыки. Поэтому, в последнее время у наиболее крупных фирм-производителей аудио аппаратуры появились усилители звука на лампах. Специально для этой цели разработаны новые, компактные, лампы.

 

 
 


1 Структурная схема усилителя звуковой частоты

 

Структурные схемы применяются для упрощённого изображения схем электронных устройств, в том числе и схем усилителей. Структурная схема состоит из прямоугольников, обозначающих основные узлы устройства. Структурные схемы называют также блок-схемой или функциональной схемой.

Принципиальная электрическая схема указана на рис.1 и в приложении А.

Рис.2.1 – Принципиальная схема резисторного каскада на биполярном транзисторе с ОЭ

 

Принципиальная структурная схема указана на рис.2.2 и в приложении Б.

 

 

Рис.2.2 – Принципиальная структурная схема

 

Входное устройство служит для передачи сигнала от источника сигнала во входную цепь предварительного усилителя тогда, когда прямое подключение к источнику сигнала невозможно или нецелесообразно. В нашем случае это конденсатор, который предотвращает попадание постоянной составляющей на вход регулятора тембра. Регулятор усиления используется для обеспечения желаемой мощности на выходе усилителя. Регулятор усиления может быть реализован в виде обычного делителя или выполнен по схеме с применением ООС ОУ. В разрабатываемой схеме регулятор усиления будет смонтирован в цепи обратной связи усилителя.

Предоконечный каскад используется для усиления напряжения, тока и мощности сигнала до величины необходимой для подачи на вход оконечного каскада мощности. Оконечный каскад предназначен для отдачи в нагрузку необходимой мощности сигнала. Отрицательная обратная связь (ООС) охватывает усилитель и требуется для понижения нелинейных искажений усилителя, вносимых оконечным каскадом усилителя мощности и для повышения стабильности. Но при этом понижается коэффициент усиления каскадов охваченных ООС.

Выходное устройство служит для передачи усиленного сигнала из выходной цепи в нагрузку. Применяется когда непосредственное подключение нагрузки невозможно или нецелесообразно. Конденсатор используется для разделения постоянных составляющих тока и напряжения выходной цепи и нагрузки. Источник питания используется для питания усилителя, его энергия преобразуется в энергию усиленного сигнала.

В разрабатываемой схеме отсутствует входной каскад. Обоснованием сего служит стремление к удешевлению устройства, к тому же в качестве промежуточного каскада используем ОУ, с помощью которого обеспечим необходимый коэффициент усиления по напряжению всего усилителя. Регулировка усиления будет построена на этом же ОУ. Можно сделать регулировку тембра активной, на этом же ОУ, однако, это чревато взаимным влиянием усиления на тембр, и к тому же расчет такой схемы слишком сложен. Поэтому сделаем ее пассивной, и поставим на входе устройства, а все потери в регуляторе скомпенсируем дополнительным увеличением коэффициента усиления ОУ. При этом несколько возрастут шумы усилителя, однако, так как ограничения в этой области в техническом задании не указаны, то учитывать шумы не будем.

 

 
 


2 Резисторный каскад

 

 

Основным каскадом усиления в предварительных усилителях является резисторный каскад, так как он содержит минимальное число реактивных элементов и может обеспечить при определенных условиях достаточно большой коэффициент усиления. Своеуказаниение каскад получил по нагрузке по постоянному току в цепи коллектора – резистору Rк. Резистор Rк определяет нагрузку каскада по постоянному току. Через него напряжение источника Ек поступает на коллектор. Резисторы Rд1, Rд2, Rэ обеспечивают за­данное напряжение смещения на эмиттерном переходе и темпера­турную стабилизацию токов транзистора. Ср1, — разделитель­ные конденсатор: Ср1 отделяет источник сигнала от попадания на него постоянного напряжения, Ср2 защищает вход транзистораVT2от постоянного напряжения, благодаря чему на вход сле­дующего каскада попадает только переменная составляющая сигнала.

Таким образом, в схеме имеются усилительный элемент, его нагрузка по постоянному и переменному току, а также цепи межкаскадной связи, подачи смещения и эмиттерной стабилизации. На вход первого каскада поступают от источника сигнал, который необходимо усилить, и напряжение смещения для выбора точки покоя. Усиленный сигнал через разделительный конденсатор Ср подается на вход второго каскада.

Каскады предварительного усиления должны обес­печить усиление входного сигнала до уровня, который необходи­мо подать на вход оконечного каскада. К каскадам предвари­тельного усиления предъявляют следующие основные требования: получение максимального усиления от отдельного каскада; полу­чение минимальных частотных, фазовых, переходных и нелиней­ных искажений сигнала. Основным каскадом предварительного усиления.

 
 


3 Расчет резисторного каскада

 

 

Расчеты электронных схем имеют свою структуру, которая определяется последовательность действий. Каждый расчет должен содержать техническое задание, в которое входят исходные данные для расчета и перечень того, что надо получить в результате расчета.

 

 

3.1 Выбор типа транзистора и режима работы по постоянному току

 

 

1 Транзистор выбираем по определенной частоте и по требуемому усилению по току:

 

(1,1)

= = = 14625Гц

(1,2)

11,8 = 1,5 11,8 = 17,7

 

где - частота, Гц

- требуемый статический коэффициент передачи тока.

 

Статический коэффициент передачи тока характеризует усилительные свойства транзистора. Статическим его называют потому, что этот параметр измеряют при неизменных напряжениях на его электродах и неизменных токах в его цепях. Большая (заглавная) буква Э в этом выражении указывает на то, что при измерении транзистор включают по схеме ОЭ. Коэффициент характеризуется отношением постоянного тока коллектора к постоянному току базы при заданных постоянном обратном напряжении коллектор-эмиттер и токе эмиттера.

Выбираем транзистор КТ301В, который удовлетворяет этим условиям.

Его параметры:

, кГц Ом Ом Ом Ом мА мВт
13*

 

 

2 Определяем коллекторный ток в точке покоя

 

 

Состояние, в котором находится усилительный элемент (УЭ), в нашем случае транзистор, при отсутствии на его входе усиливаемого сигнала, называется состоянием покоя. Постоянные токи и напряжения в состоянии покоя определяют на входной и выходной статических характеристиках точку покоя. Положение точки покоя характеризует режим работы усилительного элемента по постоянному току.

 

(2,1)

= 1,5 0,8 = 1,2 мА

 

3 Напряжение в точке покоя

 

 

Напряжения в точке покоя устанавливают подачей соответствующих постоянных напряжений (или токов) от источника питания. Требуемый режим работы обеспечивается с помощью специальных цепей, называемых цепями питания. Последние обычно состоят из резисторов, реже диодов и индуктивностей. Через элементы цепей питания протекают постоянные токи транзистора.

Цепи питания должны удовлетворять двум основным требованиям:

они должны обеспечивать получение определённого режима работы, выражаемого через координаты точек покоя на входной () и выходной () статических характеристиках. При воздействии дестабилизирующих факторов не допускать заметного отклонения от заданного режима работы.

К дестабилизирующим факторам относят в первую очередь: изменение температуры, поскольку транзистор представляет собой полупроводниковую структуру, технологический разброс параметров транзистора и резисторов, обеспечивающих его питание, изменение питающих напряжений.

 

= (3,1)

= = 0,5 12 = 6 В

 

 
 


4 Определяем положение точки покоя на статических характеристиках транзистора КТ301В и находим ток базы в точке покоя.

 

 

Выходная характеристика транзистора указана в Приложении В.

 

= 0,025 мА. (4.1)

 

 

5 По входной характеристике для тока находим напряжение в точке покоя.

 

 

Входная характеристика транзистора видна в Приложении В.

 

= 0,45 В (5.1)

 

 

3.2Определение элементов принципиальной схемы

 

 

6 Задаем падением напряжения на резисторе в цепи температурной стабилизации

 

 

= (6,1)

= = 0,25 12 = 3 В

 

и находим

 

(6,2)

= = 20000 Ом

 

где

 

= + (6,3)

= + = 1,2 + 0,025 = 1,225 мА

 

где – эмиттерный резистор, Ом

 

 
 


7 Определяем ток делителя в цепи смещения:

 

 

Резисторы используются также для того, чтобы заданную долю общего тока направить в соответствующее плечо делителя.

 

 
 


= (7,1)

= = 10 0,025 = 0,25 мА

 

 

8 Определяем сопротивления резисторов и

 

 

Резистор - пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома для участка цепи.

 

 

= (8,1)

= = = 33273 Ом

= (8,2)

= = = 11400 Ом

= и = (8,3)

= = 33273 = 2,5мВт

= (8,4)

= = (0,25² 11400 = 0,7мВт

 

 

 
 


9 Общее сопротивление делителя:

 

 

Для уменьшения значения входного (питающего) напряжения используют делитель напряжения на резисторах. Делитель напряжения наиболее часто применяемое соединение резисторов. Например, переменный резистор, используемый в качестве регулятора громкости ваших компьютерных колонок, является делителем напряжения с изменяемыми сопротивлениями плеч, где он выполняет роль ограничителя сигнала. Так как сопротивление нагрузки влияет на выходное напряжения делителя, для обеспечения точности делителя напряжения.

 

 

= (9,1)

= = = 8491Ом

 

 

 
 

 

 


10 Определяем емкость, шунтирующую сопротивление :

 

 

Для того, что бы эта емкость, не вносила заметных частотных искажений на нижних частотах, выбираем ее сопротивление во много раз меньше сопротивления

 

 

= (10,1)

= = = 8 мкФ

 

 
 


 

 

11 Определяем сопротивление резистора в коллекторной цепи

 

 

Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему. Сопротивление для цепей переменного тока и для переменных электромагнитных полей описывается понятиями импеданса и волнового сопротивления. Сопротивлением(резистором) также называют радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления.

 

 

(11,1)

= = 3 Ом

= (11,2)

= = 3 = 4,32 мВт

 

 

 
 


3.3 Расчет результирующих показателей

 

 

12 Определяем емкость разделительного конденсатора

 

 

= (12,1)

= = = 2,7*Ф

= (12,2)

= = = 496,4 Ом

 

при ;

 

= (12,3)

= »

 

 
 


13 Определяем коэффицентусиления каскада по току

 

 

Коэффициент усиления по току такого каскада представляет собой отношение амплитуд или действующих значений выходного и входного переменного тока, то есть переменных составляющих токов коллектора и базы. Поскольку ток коллектора в десятки раз больше тока базы, то коэффициент усиления по току составляет десятки единиц.

 

 

= (13,1)

= = = 13,85

 

 

 
 


14 Определяем коэффициент усиления каскада по напряжению

 

 

Коэффициент усиления каскада по напряжению равен отношению амплитудных или действующих значений выходного и входного переменного напряжения и имеет значение от десятков до сотен. Отсюда следует, что коэффициент усиления каскада по мощности получается равным сотням, тысячам, или даже десяткам тысяч.

 

 

K = (14,1)

K = = = 0,04

 

где

= (14,2)

= = = 1,5

 

 
 


15 Проверяем частотные искажения на верхних частотах:

 

 

= ² (15,1)

= ² = ² * = 1,3

где

 

при

 

 

так как

 

 

 
 


16 Строим АЧХ каскада при значениях:

 

 

=0,5;; ; 2; 0,5; ; 2;

 

Результаты расчета сведем в таблицу 1

 

Таблица 1 – Результаты зависимости допустимых частотных искажений (М) от частоты (, Гц).

 

Гц
М 1,07 1,3 2,2

 

Амплитудно – частотная характеристика указана в Приложении Г.

 

 
 


Заключение

 

В данном курсовом проекте было разработано устройство для усиления звуковых частот, удовлетворяющее техническому заданию. Данный усилитель получился достаточно простым и дешевым, что удовлетворяет серийность производства. К достоинствам этого аппарата можно отнести его компактность и малый коэффициент гармоника.

Все усилители мощности звуковой частоты предназначены для решения одной задачи – повысить уровень поступающих на них электрических сигналов до величины, обеспечивающей нормальную работу громкоговорителей. В нашем современном мире усилитель звуковой частоты можно встретить во всей современной и даже несовременной техники: в телевизорах, музыкальных центрах, радиоприёмниках, радиопередатчиках, радиотрансляционных сетях, телефонах, мобильных телефонах и т. д.

 

 
 


Список использованных источников

 

1. Аналоговые электронные устройства: Методические указания к курсовой работе / РГРТА; Сост. Д. И. Попов. Рязань, 1992. 32 с.

 

2. Регуляторы усиления: Методические указания к курсовой работе / РГРТА; Сост. В. С. Осокин. Рязань, 1990. 28 с.

 

3. Мигулин И. Н., Чаповский И. З. Усилительные устройства на транзисторах (проектирование). Киев: Техника, 1971. 324 с.

 

4. Справочная книга радиолюбителя- конструктора. Под ред. Н.И. Чичтякова М.: Радио и связь, 1990. 624 с.

 

5. Проектирование транзисторных усилителей звуковых частот / Н. Л. Безладнов, Б. Я. Герценштейн, В. К. Кожанов и др.; под ред. Н. Л. Безладнова. М.: Связь, 1979. 368 с.

 

6. Проектирование усилительных устройств: Учеб. пособие / В. В. Ефимов, В. Н. Павлов, Ю. П. Соколов и др.; под ред. Н. В. Терпугова. М.: Высш. школа, 1982. 190 с.

 

7. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник / К. М. Брежнева, Е. И. Гатман, Т. И. Давыдова и др.; Под ред. Б. Л. Перельмана. М.: Радио и связь, 1981. 656 с.

 

8. Курс лекций по дисциплине "Схемотехника аналоговых электронных устройств" ./Попов Д.И.

 

9. Электронные Приборы и Усилители: Учеб.пособие /Ф.И. Вайсбурд,

Г.А. Панаев, Б.Н. Савельев. Москва 2007 61с. 128с. 369с.

 
 

– Конец работы –

Используемые теги: тему, Расчет, теля, звуковой, частоты0.082

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: На тему: Расчет усилителя звуковой частоты

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Расчет усилителя низкой частоты с блоком питания
Резисторы R1 и R2 образуют делитель для получения необходимого напряжения смещения на базе транзистора. Резистор R1 и конденсатор C2 обеспечивают… Входные цепи блока питания состоят из понижающего сетевого трансформатора и… Схема стабилизатора напряжения показана на рис. 2. Так как потребляемая схемой мощность небольшая, в качестве…

Расчет усилителя низкой частоты
Uвх0,1 В Uн2 В Ri5 кОм Rн3 кОм Cн50 пФ fн20 Гц fв2 Мгц Мн1,2 дБ Мв1,5 дБ Необходимо выполнить следующее Начертить принципиальную электрическую схему… Начертить полученную характеристику на одном графике с частотной… Задача 3 Зная напряжение питания усилителя, рассчитать транзисторный стабилизированный источник напряжения…

Основные разделы бизнес-плана, калькуляция темы и расчет цены программного продукта, технико-экономическое обоснование с расчетом экономической эффективности разработки
Бизнес-планирование и мониторинг позволяют легче преодолеть помехи и препятствия, связанные с такими внешними и внутренними факторами, характерными… Если эти изменения не анализируются и не учитываются, то это приводит к таким… В создавшихся условиях работа инженера подразумевает не только нахождение прогрессивных решений, но и их…

Основные разделы бизнес-плана, калькуляция темы и расчет цены программного продукта, технико-экономическое обоснование с расчетом экономической эффективности разработки
Бизнес-планирование и мониторинг позволяют легче преодолеть помехи и препятствия, связанные с такими внешними и внутренними факторами, характерными… Если эти изменения не анализируются и не учитываются, то это приводит к таким… В создавшихся условиях работа инженера подразумевает не только нахождение прогрессивных решений, но и их…

Входные АЧХ и ФЧХ. Граничные частоты. Входные характеристики на граничной частоте
Входные АЧХ и ФЧХ Граничные частоты Входные характеристики на граничной...

Расчетно-графическая работа По экологии Тема: «Расчет выбросов загрязняющих веществ и размера платы за загрязнение»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Московский государственный агроинженерный университет имени В П Горячкина...

Лексическая тема: По родному краю. Здравницы Казахстана. Грамматическая тема: Функционально-смысловые типы речи.
Специальность Общая медицина... Кафедра русского языка... Методические рекомендации...

Расчет импульсного усилителя
Коэффициент усиления первого каскада ориентировочновозьмем равным 20, коэффициент усиления второго каскада равным 10. Усилительные каскады будем… Еехарактеристики По графикам, по рабочей точке и по характеристикамтранзистора… Поэтому дляувеличения входного сопротивления добавим в эмиттерную цепь не зашунтированноесопротивление . Подберем…

Расчет и проектирование в тонкопленочном исполнении усилителя мощности
Блокирующий конденсатор C2 шунтируетрезистор R4 по переменному току, исключая тем самым отрицательную обратнуюсвязь по переменным… Расчет конденсаторов.1. Выбор материала диэлектрика. Выбор материала… Для C1 электровакуумное стекло C 41 - 1. Для C2 электровакуумное стекло C 41 - 1. Материалом обкладок для этих…

Лексическая тема: По родному краю. Здравницы Казахстана. Грамматическая тема: Односоставные предложения.
Специальность Общая медицина... Кафедра русского языка... Методические рекомендации...

0.049
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам