Схемотехническое проектирование усилителя импульсных сигналов (структура усилителя - ОЭ-ОК-ОЭ, Еп+ 12 В, Еп- 5 В)

Министерство образования И НАУКИ РФ

 

Санкт-Петербургский государственный  электротехнический

университет «ЛЭТИ»

 

Кафедра РЭС

КУРСОВАЯ РАБОТА

по учебной дисциплине «Схемотехника аналоговых

электронных устройств»

на тему «схемотехническое проектирование усилителя импульсных сигналов»

Выполнил: студент гр. 5111

Ан М.С.

          Проверил: Сентябрев Ю. В.

Санкт-Петербург

2007

СОДЕРЖАНИЕ:

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

ЭТАП 1 «Выбор типа проводимости транзистора»…………………………………………...5

ЭТАП 2 «Синтез конфигурации схемы питания усилительных каскадов постоянными

напряжениями и токами»………………………………………………………………………..6

ЭТАП 3 «Выбор значения начального тока в каскадах»……………………………………...6

ЭТАП 4 «Расчет элементов схемы из условия обеспечения требуемого значения тока I_КО»6

ЭТАП 5 «Анализ воздействия дестабилизирующих факторов на работу каскада на

постоянном токе»………………………………………………………………………………...8

ЭТАП 7 «Оценка предельно допустимого сопротивления нагрузки»……………………...10

ЭТАП 8 «Организация конфигурации схемы для обеспечения ее работы на переменном

токе»………………………………………………………………………………….………….12

ЭТАП 9 «Определение значений емкостей разделительных и блокировочных

конденсаторов»…………………………………………………………………………………13

ЭТАП 10 «Оценка значения коэффициента усиления тракта в целом»…………………….15

ВВЕДЕНИЕ:

Целью данной курсовой работы является овладение основами схемотехнического проектирования импульсных и широкополосных усилителей, изучение критериев выбора режимов работы усилительного прибора и других элементов схемы.

К проектированию предложен трехкаскадный усилительный тракт, включающий каскады «общий эмиттер» (ОЭ)  и «общий коллектор» (ОК). Усилитель выполняется как схема с непосредственными межкаскадными связями, что дает возможность повышения стабильности и определенности режимов работы каскадов на постоянном токе за счет охвата схемы в целом петлей отрицательной обратной связи (ООС), действующей на постоянном токе.

Схемное построение усилителя допускает использование в нем биполярных транзисторов с разным типом проводимости.

Разрабатываемая схема предназначена для усиления однополярных импульсных сигналов, следующих с большой скважностью.

Исходные данные к курсовому проекту по дисциплине:

«Схемотехника аналоговых электронных устройств»

Таблица

Структура  усилителя	Еп+ В	Еп- В	tн нс	D  %	tи мс	Cн пФ	Rн кОм	Rс кОм	tmin ˚C	tmax ˚C	Um В
ОЭ - ОК - ОЭ	+12	-5	50	10	1	40	100	1,5	-5	70	8

Полярность выходного сигнала: «+»

ЭТАП 1:«Выбор типа проводимости транзисторов»:

1). Структурная схема проектируемого усилительного тракта:        

                                                                                                            Е_n+

вх                                                                                                         вых

                                                                                                            Е_n-

2). Известно, что полярность выходного импульса «+».

При определении полярности сигнальных импульсов, наблюдаемых на входах отдельных каскадов, учитываем, что каскад типа ОЭ является инвертирующим, а каскад типа ОК является неинвертирующим.

Таким образом, мы имеем, что полярность сигнального импульса на входе третьего (оконечного) каскада «-», т.к. ОЭ – инвертирующий; полярность сигнального импульса на входе второго (промежуточного) каскада  также «-», т.к. ОК – неинвертирующий; полярность сигнального импульса на входе первого (входного) каскада «+», т.к. ОЭ – инвертирующий.

Тип каскада	Полярность импульса на входе	Тип проводимости
ОЭ и ОК	+	n-p-n
ОЭ и ОК	-	p-n-p

 3).

В соответствии с приведенной выше таблицей определяем тип проводимости транзисторов.

ЭТАП 2:«Синтез конфигурации схемы питания усилительных каскадов постоянными

напряжениями и токами»:

                                ОЭ                                ОК                                     ОЭ

                               n-p-n                             p-n-p                                   p-n-p

    

1). Е_n+ - шина положительного питания;

Е_n- - шина отрицательного питания.

При нанесении графического изображения транзисторов для схемы проектируемого усилительного тракта, учитываем, что ориентация транзисторов должна при этом соответствовать как типу проводимости ( стрелки на эмиттерных выводах транзисторов направлены сверху вниз), так и структурной схеме тракта (транзисторы взаимно ориентированы в виде горизонтальной цепочки).

2). Т.к. ОЭ-ОК-ОЭ, то между шинами питания вводим базовый делитель напряжения.

3). При осуществлении межкаскадного соединения, учитываем, что входным электродом в схемах ОЭ и ОК является базовый вывод транзистора; роль выходного электрода в схеме ОЭ играет коллекторный вывод транзистора, а в схеме ОК – эмиттерный:

ЭТАП 3-4:«Выбор значения начального тока в каскадах», «Расчет элементов схемы из условия обеспечения требуемого значения тока I_КО»:

Выберем что во всех каскадах ток I_э=2 мА, а напряжение на резисторах стоящих в цепи эмиттера в первом и третьем каскаде равно 2 В. Тогда:

Так как U_БЭ=0.7В, то следовательно , а . И тогда ,