рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Рекомендации по выполнению основных этапов проектирования

Рекомендации по выполнению основных этапов проектирования - Курсовой Проект, раздел Энергетика, Проектирование аналоговых электронных Структура Уу, Выражаемая Его Функциональной Или Структурной Схемой, Полностью...

Структура УУ, выражаемая его функциональной или структурной схемой, полностью зависит от назначения устройства и его технических параметров. Для упрощения синтеза структуры рекомендуется классифицировать проектируемое устройство с точки зрения его назначения. При классификации УУ следует учитывать такие параметры УУ, как ширина и количество полос пропускания при заданном уровне линейных искажений, коэффициент усиления, мощность и амплитуда выходного напряжения, величина частотных, импульсных и амплитудных искажений, величина сопротивления нагрузки, КПД УУ.

Наиболее широко распространена следующая классификация УУ:

1. Широкополосный усилитель, т.е. усилитель, обеспечивающий усиление в широкой полосе частот. Отношение может составлять величину
105 – 107.

2. Чувствительный усилитель, т.е. усилитель, обеспечивающий высокий коэффициент усиления, малый уровень шумов и малый уровень искажений сигнала. Полоса пропускания и граничные частоты коэффициента усиления такого усилителя могут лежать в широких пределах. Используется, как правило, при построении измерительной аппаратуры.

3. Селективный усилитель, т.е. усилитель, предназначенный для усиления сигналов в нескольких относительно узких диапазонах частот.

4. Импульсный усилитель, т.е. усилитель, предназначенный для усиления импульсных сигналов.

5. Усилитель звуковой частоты, т.е. усилитель, обеспечивающий высокий коэффициент усиления и малый уровень искажения сигналов в звуковом диапазоне частот. Может использоваться в качестве усилителей головок звукоснимателей, микрофонных усилителей и т. д.

6. Усилитель мощности звуковой частоты, т.е. усилитель, предназначенный для усиления сигналов в полосе звуковых частот и обеспечивающий значительную мощность в нагрузке.

При определении количества каскадов основного усиления следует исходить из максимально возможного коэффициента усиления, выходной мощности и полосы пропускания одного каскада. Для определения этих параметров можно провести ориентировочный расчёт типового усилительного каскада и на базе этого расчёта сделать вывод о потенциальных усилительных свойствах каскада, построенного на том или ином усилительном элементе.

Усилительный тракт широкополосного или импульсного усилителя состоит из каскадов, обладающих высокой верхней граничной частотой усиления и значительным коэффициентом усиления. Например, можно использовать каскады на биполярном транзисторе в схеме включения с общим эмиттером или общей базой, или на полевом транзисторе в схеме с общим истоком. Структурная схема усилителя, содержащего входную цепь (ВЦ) и n каскадов (К), изображена на рис. 1.

 

Рис. 1. Структурная схема широкополосного усилителя, содержащего n каскадов

 

При последовательном соединении усилительных каскадов их сквозной коэффициент усиления рассчитывается в соответствии с выражением

 

 

где – коэффициент усиления i-го каскада; – коэффициент передачи ВЦ.

Сквозная верхняя граничная частота коэффициента усиления усилителя, содержащего n каскадов,

 

где – верхняя граничная частота коэффициента усиления i-го каскада или входной цепи.

Сквозная постоянная времени в области верхних частот усилителя, содержащего n каскадов,

 

 

где – постоянная времени i-го каскада или входной цепи в области верхних частот.

Сквозная нижняя граничная частота коэффициента усиления усилителя, содержащего n каскадов,

 

 

где – нижняя граничная частота коэффициента усиления i-го каскада.

Сквозная постоянная времени в области нижних частот усилителя, содержащего n каскадов,

 

 

где – постоянная времени i-го каскада или входной цепи в области нижних частот.

При выборе типов усилительных каскадов следует помнить о влиянии, которое эти каскады окажут друг на друга. При расчётах электрических параметров каждого каскада следует учитывать выходные и входные сопротивления и ёмкости предыдущих и последующих каскадов, а также выходные и входные сопротивления и ёмкости рассчитываемого каскада. Для уменьшения влияния этих параметров можно использовать поставленные между каскадами основного усиления буферные каскады, выполненные по схеме эмиттерного или истокового повторителя. Такие каскады, как правило, обладают низкими выходными и высокими входными сопротивлениями и единичным коэффициентом усиления.

Для повышения верхней граничной частоты коэффициента усиления в широкополосных и высокочастотных усилительных каскадах часто применяют такие приёмы, как введение обратных связей или цепей высокочастотной коррекции. Величина нижней граничной частоты зависит, главным образом, от разделительных ёмкостей.

При выборе усилительных элементов необходимо добиваться того, чтобы максимально допустимые напряжения и токи этих элементов были ниже, чем расчётные. Так же следует уделить особое внимание частотным свойствам выбираемых усилительных элементов.

Коэффициент гармоник многокаскадного усилителя можно получить, сложив коэффициенты гармоник всех каскадов. При этом следует помнить, что в последнем каскаде амплитуда напряжения, как правило, максимальна и, следовательно, коэффициент гармоник максимален. Это значит, что общий уровень нелинейных искажений усилителя будет определяться именно выходным каскадом. При использовании однотактных выходных каскадов с резистивной нагрузкой величина нелинейных искажений значительна и определяется напряжением питания. Практически при выходном напряжении, амплитуда которого соизмерима с постоянным напряжением на коллекторе или стоке транзистора, коэффициент гармоник составляет 7 – 12 %. Для уменьшения нелинейных искажений следует вводить в последний каскад или в весь усилитель в целом отрицательную обратную связь (ООС). Особое значение это имеет для оконечных усилителей и усилителей звуковой частоты (УЗЧ), от которых требуется обеспечение весьма малого уровня искажений.

Кроме того, в усилителях мощности звуковой частоты (УМЗЧ) требуется обеспечить значительные токи в нагрузке. Поэтому в большинстве случаев в качестве оконечных каскадов УМЗЧ используется усилитель тока, построенный на мощном биполярном транзисторе в схеме с ОК или с ОЭ. Также возможно построение оконечного усилительного каскада на полевых транзисторах. Вследствие того, что выходной каскад УМЗЧ должен обладать высоким КПД и мощностью, а также малыми искажениями сигнала, его строят, как правило, по мостовой или полумостовой (двухтактной) схеме. В качестве первых каскадов УМЗЧ, обеспечивающих усиление по напряжению, можно использовать маломощные каскады, построенные на транзисторах или на основе ОУ. Дифференциальный усилитель на дискретных элементах нередко используют как высококачественный усилитель напряжения.

В случае, если необходимо обеспечить усиление не в одном диапазоне частот, а в нескольких, как правило, на некотором участке тракта используют параллельное включение некоторого количества узкополосных усилителей. Каждый из этих усилителей должен обладать такой АЧХ, которая выделит нужную частотную область. В качестве таких усилителей можно использовать фильтры любого типа, например пассивные фильтры или узкополосные каскады на любом усилительном элементе; чаще всего применяются активные фильтры на ОУ. Такое усилительное устройство называется селективным усилителем. Структурная схема такого усилителя в общем случае представлена на рис. 2.

При разработке общей принципиальной схемы УУ следует уделять внимание неидеальностям и паразитным параметрам различных элементов схемы.

Следует помнить, что электролитические конденсаторы на частотах выше 10 – 50 кГц обладают значительной паразитной индуктивностью и сопротивлением утечки. В случае, если необходимо использовать емкость большой величины, например блокировочную или разделительную, в широком диапазоне частот, то используют батареи параллельно включенных ёмкостей разной величины. Т.е. кроме электролитического конденсатора включают несколько керамических высокочастотных конденсаторов меньшей ёмкости, которые имеют малое реактивное сопротивление на высоких частотах.

Однако следует помнить и о неидеальности источника питания, выражаемой в конечной внутренней проводимости источника. Наличие этой проводимости приводит к возникновению паразитных обратных связей по цепям питания. Эти обратные связи могут оказаться как положительными, так и отрицательными и могут увеличить или уменьшить коэффициент усиления, исказить АЧХ или вообще привести к самовозбуждению усилителя. Особенно подобные эффекты сказываются при построении чувствительных усилителей. При расчётах и проектировании общей принципиальной схемы необходимо либо учитывать наличие этих параметров, либо обеспечивать снижение величин этих параметров до уровня, когда вносимыми ими эффектами можно пренебречь.

 

Рис. 2. Структурная схема селективного усилителя

 

При проектировании конструкции УУ следует принимать дополнительные меры по снижению влияния таких факторов, как наводки или протекание выходного тока во входные цепи. Снизить их влияние можно методом размещения входных и выходных цепей усилителей на различных участках платы, расположенных на значительных расстояниях, с помощью экранирования, различных разъёмов для ввода и вывода сигнала в усилителе. Так же для уменьшения наводок, паразитных ёмкости, индуктивности и сопротивления проводников их следует делать наименьшей длины и с минимальным числом изгибов. Этого добиваются оптимальным размещением на плате не только самих каскадов, но и рациональной группировкой элементов каждого каскада в отдельности.

 

4. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОГО
ПРОЕКТА

 

Документация по курсовому проекту должна состоять из пояснительной записки и графических материалов.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Проектирование аналоговых электронных

Проектирование аналоговых электронных устройств.. введение.. курсовое проектирование является завершающим этапом изучения дисциплины схемотехника аналоговых..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Рекомендации по выполнению основных этапов проектирования

Что будем делать с полученным материалом:

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

Все темы данного раздела:

Общие положения
Задачу проектирования усилительных устройств (УУ) рекомендуется решать на основании следующих принципов: 1. Стремиться выполнить требования ТЗ с минимальными отклонениями всех параметров р

Основные этапы
Все эти принципы конкретизируются в оптимальной про­цедуре проектирования усилительных устройств, включающих следующие этапы: 1. Анализ и доработка технического задания. Определение назнач

Пояснительная записка
Рекомендуемый объем пояснительной записки около 20 страниц рукопис­но­го или машинописного текста. В общем случае пояснительная записка по курсовому проекту должна иметь следующую структур

Правила оформления пояснительной записки
  1. Пояснительная записка выполняется на листах белой бу­маги формата А4 (210х297 мм); текст выполняется одним цветом (черным, синим или фиолетовым). 2. На листе пояснительн

Графические материалы
  Комплект графической документации выполняется строго по ЕСКД. Как правило, он должен включать принципиальную схему устройства, перечень элементов к ней, таблицы, схемы, диаграммы, г

ЗАЩИТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Защита проекта является основной формой проверки выполненного проекта. Законченный проект представляется руководителю проектирова­ния, который выносит решение о допуске проекта к защите.

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
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги