Электронные цепи и микросхемотехника. Разработка малосигнального УНЧ. Синтез ФВЧ на базе операционного усилителя

`

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

(БГТУ)

Кафедра “ Электронные, радиоэлектронные и электротехнические системы ”

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

“Электронные цепи и микросхемотехника”

БГТУ.210104.19.000.ПЗ

Руководитель

                                                                                        

                                                                                         «____»___________

                                                                               Студент группы__10-МиТЭ

                                                                                        

                                                                                         «____»______________

Брянск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………...………3

1) Разработка малосигнального УНЧ …………………………………..……….4

2) Синтез ФВЧ на базе операционного усилителя  ………………………..….12

3) Разработка комбинационного логического устройства …………….……..26

4) Разработка источника питания для УНЧ ……………………………...……27

Заключение………………………………………………………………....…….48

Список литературы………………………………………………………...…….49

ВВЕДЕНИЕ

Курсовая работа является одним из этапов изучения дисциплины «Электронные цепи и микросхемотехника» и имеет своей целью приобретение навыков расчета параметров элементов электрических схем.

Данная работа предусматривает возможность практического применения знаний, полученных на лекциях и в результате самостоятельной подготовки. При выполнении курсовой работы необходимо решить ряд задач, тематика которых отражает основные разделы изучаемой дисциплины.

В первой части необходимо разработать усилитель низкочастотного сигнала с заданным коэффициентом усиления. Во второй части произвести синтез ФВЧ на базе операционных усилителе. В третьей части курсовой работы разработать логическое устройство, предварительно составив таблицу истинности и карту Карно. В последней четвертой части требуется разработать блок питания под усилительный каскад.

1. Разработка малосигнального УНЧ

Исходные данные:

где U_вх- входное напряжение, f_вх –частота сигнала входного источника , Ri – сопротивление источника, Rн - сопротивление нагрузки, U_п - напряжение источника питания, K_U -Коэффициент усиления по напряжению.

Анализируя требования данного задания можно прийти к выводу, что задание может быть выполнено с помощью широкого разнообразия схемотехнических решений. Одним из наилучших решений является использование двух каскадов с общим эмиттером (рис.1.1) и одного каскада с общим коллектором (рис 1.2.).

Рис. 1.1.Принципиальная схема  каскада с общим эмиттером

Рис. 1.2.Принципиальная схема  каскада с общим коллектором

Расчитаем параметры для каждого каскада в отдельности

Расчеты для второго каскада с общим эмитером:

Определим максимальный ток в нагрузке, которое определяется отношением максимального напряжения в нагрузке к величине сопротивления нагрузки:

Пусть напряжение питания .

Напряжение на коллекторе равно половине напряжения питания:

Ток коллектора для каскада будет равен отношению напряжения коллектора к величине резистора Rk

Так как требуется обеспечить коэффициент усиления по напряжению.  равен 100, то выберем для одного каскада Коэффициент усиления по напряжению с припуском равен:

Сопротивление резистора Rэ высчитываем по формуле

Определим токи базы транзистора VT1  и ток делителя этого же транзистора.

По выходным характеристикам транзистора находим h21э

По входным характеристикам находим напряжение бэ и h11э

Определим ток через резисторы делителя R1 и R2. Этот ток будет больше тока базы в (5…10)раз, ток через делитель равен:

Рассчитаем смещение на базе VT2. Для этого примем ток эмиттера приблизительно равным току коллектора транзистора:

Теперь можем определить сопротивление R2:

Величину сопротивлении R1 определим из отношения напряжения база-питание к току делителя, где напряжение база-питание найдем из формулы:

Найдем входное сопротивление третьего каскада:

Найдем емкости С1 и С2:

Найдем экспериментальным путем входное  сопротивление, для этого уберем входное сопротивление, и измерим ток на С2 и входное напряжение:

                           

Практический и экспериментальный методы показали что мы правильно нашли входное сопротивление.

Найдем экспериментальным путем выходное  сопротивление, для этого измерим напряжение на нагрузке на холостом ходу:

 

Рис.Rn=1kOм

Рис. Rn=100MOм

                            

Моделирование Каскада в OrCad-e