Расчет усилителя сигналов звуковой частоты (выходная мощность - 0,4 Вт, коэффициент частотных искажений - 1,5 дБ), страница 2

Определив рабочую область, выбираем рабочую точку А  (, ) и наклон линии нагрузки аб, так чтобы обеспечить заданную выходную мощность при высоком к.п.д. и малом . Рабочую точку, выбираем на середине используемой линии нагрузки. (рис.2)

3. По линии нагрузки определяем отдаваемую транзистором мощность, учитывая размах изменений напряжения и тока.   

 

Полученная мощность на 10% больше заданной, так как здесь еще не учтены нелинейные искажения.

4. Наклон нагрузочной линии определяет оптимальное нагрузочное сопротивление:

    

5. Выбираем напряжение источника питания:

Изначально выбранное напряжение питания удовлетворяет найденному.

6. Тогда без учета цепей сигнализации потребляемая каскадом мощность равна  

и мощность, рассеиваемая на коллекторе 

      Поскольку не выполняется условие для мощности, рассеиваемой на коллекторе в отсутствии сигнала  , и полученная мощность превышает , поэтому необходимо использовать радиатор.

7. По входным характеристикам определяем амплитуды возбуждающих напряжений и тока, а по ним входную мощность    

8. Выбираем оптимальное сопротивление источника входного сигнала, учитывая то, что с увеличением  нелинейные искажения уменьшаются, а мощность, которую должен развивать предоконечный каскад, растет.

9. Для проверки расчета по нелинейным искажениям и для определения амплитуды первой гармоники строим проходную динамическую характеристику  по линии нагрузки и входной динамической характеристике. (рис. 2)

а)                                 

                    

б)                      

               

в)

                         

г)

                    

д)

                      

е)

                       

10. Определив на проходной характеристике рабочую точку и амплитуду , выбираем пять ординат , , , , , соответствующих рабочей точке, амплитудам и половинам амплитуд .

11. Методом пяти ординат определяем составляющие коллекторного тока и коэффициент нелинейных искажений:

Находим коэффициент гармоник:

Чтобы понизить значение  до заданного значения в 4% и улучшить характеристики усилителя, нужно ввести глубокую отрицательную обратную связь по току по всему усилителю. Считаем, что все нелинейные искажения вносит оконечный каскад.

12. Уточняем колебательную мощность, отдаваемую каскадом в нагрузку:

13. Определяем мощность, развиваемую транзистором предоконечного каскада:

14. Полный коэффициент усиления мощности рассчитываемого каскада определяем по формуле:

15. Выбираем  элементы термостабилизации:

Принимаем ток потенциометра  равным

Вычисляем падение напряжения на сопротивлениях :

Вычисляем сопротивление

Вычисляем емкость конденсаторов, с учетом возможных нелинейных искажений:

, где

Уточняем э.д.с. источника питания:

16. Определяем полную мощность, потребляемую каскадом от источника питания:

17. Определяем к.п.д. каскада

3. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ УСИЛИТЕЛЯ

Для оконечного каскада составляем таблицу:

По данным таблицы построим графики зависимости вероятности безотказной работы от времени:

Определим среднее время наработки до отказа оконечного каскада:

 

1. Плату изготовить химическим методом.
2. Плата должна соответствовать ОСТ 4.077.000
3. Шаг координатной сетки 2.5 мм
4. Конфигурацию проводников выдерживать по координатной сетке
5. Минимальная ширина проводников 1мм
6. Минимальное расстояние между проводниками 1мм, в узких местах 0.8 мм на длине 10мм
7. Диаметр отверстий под выводы элементов  1мм
8. Неуказанные предельные отклонения размеров между осями двух любых отверстий мм
9. Маркировать краской ТНПФ ТУ 29-02-359-70 шрифт 3 по НО.010.007

          

Условн. обозн.	Диаметр отверстий, мм	Наличие металла	Кол-во
	1	Да	23
	3	Нет	4

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  под. ред. Р.А. Валитова, А.А. Куликовского «Апериодические усилители на полупроводниковых приборах», М., «Советское радио» 1968.

2.  Э.Т. Романычева «Справочник. Разработка и оформление конструкторской документации», изд. 2, М., «Радио и связь», 1989

3.  Б.Л. Перельман «Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник», М., «Радио и связь»

4.  Л.В. Фадеева «Основы радиоэлектроники. Программа, методические указания и контрольные работы», Н., 2001

                                                 ВВЕДЕНИЕ

Принцип действия усилителя основывается на преобразовании энергии источника питания в энергию сигнала. Основную функцию преобразователя энергии в усилителе выполняет активный элемент, способный с небольшой входной энергией управлять значительной большей энергией источника питания.

Минимальную часть усилителя, сохраняющую основную функцию – способность усиливать сигналы называют каскадом усиления. Каскад усиления состоит из усилительного  элемента (иногда нескольких элементов) и цепей, обеспечивающих заданный режим элемента и согласование с источником сигнала и нагрузкой.

Усилитель звуковых частот состоит из нескольких каскадов: входного, промежуточных, предоконечного и оконечного каскадов, но в курсовой работе рассчитывается оконечный каскад, поскольку он обычно является основным усилителем мощности.