Расчет многокаскадного усилителя с ООС (тип биполярного транзистора – КТ315Z, напряжение на коллекторе – 18 В)

Федеральное агентство связи Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики»

(ГОУ ВПО «СИБГУТИ»)

кафедра Технической Электроники

Курсовой проект на тему

«Расчет многокаскадного усилителя с ООС»

Вариант №10.

Выполнил: студент гр. Н-05

Осадшая Н.О.

Проверил: доцент, к.т.н.

Брикман А.И.

Новосибирск, 2013

Оглавление

1.1.     Техническое задание. 3

1.2. Введение. 3

1.3. Разработка структурной и принципиальной схемы усилителя. 4

1.3.1. Разработка структурной схемы. 4

1.3.2. Разработка принципиальной схемы. 5

1.3.3. Обозначения элементов принципиальной схемы. 5

1.4. Расчет элементов принципиальной схемы усилителя и показателей его стабильности. 6

1.4.1. Расчет схемы без подключения ООС. 6

1.4.2.  Расчет схемы с подключением ООС. 11

1.5. Расчет для наихудшего сочетания разбросов элементов схемы.. 12

1.6. Расчет частотных характеристик усилителя в области НЧ и ВЧ. 14

1.7. Заключение. 16

1.8. Приложение. 17

Приложение 1. ТАБЛИЦА 1 - Показатели работы усилителя. 17

Приложение 2. ТАБЛИЦА 2 - Перечень элементов схемы усилителя. 18

Приложение 3. ГРАФИК 1 - зависимости от частоты (вертикальная шкала в дБ) 19

Приложение 4. ГРАФИК 2 - зависимости от частоты (вертикальная шкала в Вольтах) 20

Приложение 4.  СХЕМА 1 – Основная схема. 21

Приложение 5.  СХЕМА 2 - Схема с рассчитанными конденсаторами для предельных частот. 22

Приложение 6.  СХЕМА 3 – Worst Case. Наихудший случай. 23

1.1.  Техническое задание.

Данные варианта №10:

Тип биполярного транзистора –                          КТ315Z;

Напряжение на коллекторе –                              Е_к = 18 В;

Максимальное напряжение на нагрузке – U_н = 3 В;

Сопротивление нагрузки –                                   R_н = 1 кОм;

Сопротивление генератора –                                R_г = 0.5 кОм;

Коэффициент усиления номинальный –              K_u.ном = 400;

Нижняя граница частоты –                                   f_нч.ос = 80 Гц.

Верхняя граница частоты –                                  f_вч.ос = 200 кГц.

1.2. Введение

Цель курсовой работы – разработать устройство с большим коэффициентом усиления по напряжению, и стабилизированную при помощи обратной связи. Согласно заданным условиям, значения отклонений от коэффициента K_U.HOM должно составлять:

§  для идеальных условий (ИУ):  не более  5%,

§  для реальных условий при типовых значениях параметров:   ≤ 10%,

§  для РУ при наихудшем сочетании разброса параметров: ≤ 12%.

Правильно выбранный тип ООС уменьшает потери согласования. Для усилителя напряжения правильный тип ООС – последовательная ООС по напряжению. При данном типе ООС R_BX – растет, а R_ВЫХ – падает.

Многокаскадный усилитель напряжения лучше всего делать с четным числом каскадов.

1.3. Разработка структурной и принципиальной схемы усилителя.

1.3.1. Разработка структурной схемы.

Структурная схема представляется в виде последовательности прямоугольных блоков. Каждый каскад был выбран в соответствии с требованиями значений по варианту. Описание схемы:

·  входное устройство: переменный источник питания + его сопротивление (R_г = 0.4 кОм).

·  входной каскад: схема с общим эмиттером.

·  промежуточный каскад: схема с общим эмиттером.

·  выходной каскад: схема с общим коллектором (эмиттерный повторитель).

·  устройства межкаскадной связи (конденсаторы ),

·  цепь ООС,

·  выходное устройство: сопротивление нагрузки (по варианту R_н = 1 кОм).

Обоснование выбора каскадов:

1.  каскад с ОЭ обеспечивает самые низкие значения R_BX - единицы кОм, но с учетом влияния ООС можно повысить значения R_BX.

2.  каскад с ОЭ обеспечивает самые высокие значения  K_U0 – до ~400, в виду этого «свойства» в устройстве используется 2 каскада именно ОЭ.

3.  каскад с ОК обеспечивает самые низкие значения R_BЫX в единицы Ом, с учетом влияния ООС можно его понизить до долей Ом.