Усилитель вертикального отклонения. Электрический расчет каскадов усиления и регулирования. Расчет нелинейных искажений

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Рязанский Государственный Радиотехнический Университет

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовой работе по дисциплине «Сх АЭУ»

Усилитель Вертикального Отклонения

Выполнил: ст. гр. 512

                                                                                          

Проверил:

                                                                                         

Рязань 2008г.

Оглавление                                                                         стр.

1.  Техническое задание на курсовую работу                                    3

2.  Введение.                                                                                                  4

3.  Выбор и обоснование структурной схемы.                                            5

4.  Электрический расчет каскадов усиления и регулирования  .               6

4.1 Расчет оконечного каскада.                                                                     6

4.2 Расчет предварительного каскада.                                                            10

4.3.Расчет нелинейных искажений.                                                                14

4.4.Расчет ступенчатой регулировки.                                                             15

4.5.Расчет входной разделительной емкости.                                                17       

4.6 Расчет генераторов стабильного тока.                                                      17

5.         Заключение                                                                                                19

6.         Список литературы                                                                                   20

7.         Приложение                                                                                               21

2. Введение.

Основным узлом устройств аналоговой обработки сигналов являются усилительные устройства, которые применяются в разнообразной технике. Усилители содержат, как и бытовые приборы – видео и аудио техника, аналоговые компоненты домашних компьютеров, так и различного рода промышленные приборы и устройства. Современная техника не возможна без аналогового усилительного элемента. По этому проектирование усилителей с необходимыми электрическими показателями является  важной задачей.

Дифференциальный усилитель (ДУ) – одна из разновидностей транзисторных усилителей, широко применяемых в аналоговых схемах различного назначения. ДУ является основным типом усилителей, реализуемым в интегральном исполнении. В данном курсовом проекте ДУ используется в связи с необходимостью симметрии выходного сигнала.

3. Выбор и обоснование структурной схемы.

В данном усилителе вертикального отклонения должны быть: источник сигнала, каскад предварительного усиления с блоком регулировок, выходной каскад, и нагрузку. Структурная схема устройства представлена на рисунке 1:

Источник сигнала:

для проектируемого усилителя задан в Техническом задании сопротивление источника сигнала R_i=80Oм.

Каскад предварительного усиления с блоком регулировок: содержит ДК, в котором происходит предварительное усиление сигнала, а так же плавная регулировка усиления. ДК используется с целью получения симметричного сигнала на выходе усилителя, а так же для подавления возможных помех по цепям питания усилителя и других синфазных помех.

Выходной каскад:

содержит ДК, в котором происходит окончательное усиление сигнала с целью получения необходимой амплитуды выходного сигнала. Выходной каскад работает на ёмкостную нагрузку и содержит каскад с ОБ, уменьшающий выходное сопротивление и снижающий влияние большой ёмкости нагрузки на граничную частоту усилителя.

Нагрузкой данной схемы являются пластины вертикального отклонения электронно-лучевой трубки осциллографа, обладающие большой ёмкостью.

4. Расчет каскадов усиления и регулирования.

4.1. Расчет оконечного каскада.

В качестве оконечного каскада выберем дифференциальный  усилитель с каскодной схемой, который приведён на рисунке 2:

Эта схема обладает хорошими широкополосными свойствами, так как к коллектору входного транзистора ДУ и к базе выходного приложен постоянный  потенциал, за счет этого отсутствует эффект Миллера. А так же для расширения полосы используется простая ВЧ коррекция.

Транзисторы VT4 и VT6 работают в режиме усиления тока и не влияют на граничную частоту, но должны иметь большое значение допустимого напряжения коллектор-база. Напротив, VT3 и VT5 могут быть низковольтными, но определяют граничную частоту  f_s каскада и должны быть с высоким значением граничной частоты f_т.

Использование симметричной схемы выходного каскада позволяет реализовать размах выходного напряжения без смещений развертки на экране осциллографической трубки.

1.  Напряжение источника питания выходного каскада Е₀⁺. Оконечный каскад работает в классе А и амплитуда выходного напряжения каждого плеча ДУ                                                                     U =0,5U_Вых.                  E₀⁺=1, 3× 2×U=1,3×13=17 В.

2.  Линейные частотные искажения можно разбить поровну между каскадами: М_в^*=М_в/2= 1/2= 0.5 дБ.

M_в =10=10=1,06

3.  Полагая частотные искажения входной и выходной цепей каскодного ДУ одинаковым, определяем их величину М_s=М_с===1,03.

4.  По семейству обобщенных характеристик рис.3 для Y_с=1/М_с=1/1,03=0,97 найдем значение обобщенной частоты, для коэффициента коррекции