Проектування підсилювача звукової частоти (діапазон частот 0.018-25 кГц)

Зміст.

1. Введення.

2. Техниче завдання.

3. Попередній розрахунок.

4. Розрахунок кінцевого каскаду.

4.1. Розрахунок вхіднх параметрів.

4.2. Розрахунок вихіднх параметрів.

5. Розрахунок предокінцевого каскаду.

5.1. Розрахунок вхіднх параметрів.

5.2. Розрахунок вихіднх параметрів.

6. Розрахунок драйверного каскаду.

6.1. Розрахунок вхіднх параметрів.

6.2. Розрахунок вихіднх параметрів.

6.3. Розрахунок зміщення.

7. Розрахунок додаткового каскаду.

8. Нелінійні спотворення.

8.1. Розрахунок нелінійних спотворень кінцевого каскаду.

8.2. Розрахунок нелінійних спотворень предокінцевого каскаду.

8.3. Розрахунок нелінійних спотворень драйверного каскаду.

8.4. Розрахунок нелінійних спотворень підсилювача потужності.

9. Розрахунок глибини зворотнього зв’язку.

10. Розрахунок вхідного каскаду.

11. Розрахунок блоку регулювання.

11.1. Розрахунок регулятора гучності.

11.2. Розрахунок регулятора тембру.

12. Розрахунок радіатору для вихідного каскаду.            

13. Висновок.

1.  ВВЕДЕННЯ.

У курсовій роботу необхідно спроектувати підсилювач звукової частоти. Підсилювач складається з слідуючих блоків : блок вхідного підсилення, блок регулювання гучності, блок регулювання тембру, а також блок підсилення потужності. До блоку ПП належать : кінцевий каскад, предокінцевий каскад, драйерний каскад та додатковий каскад.

Призначення кінцеого каскаду у підсилювачах зукої частоти – забезпечити задану потужість на навантаженні за умови визначених амплітудно частотних спотворень. У теперішній час у якості кінцевих каскадів найбільше розповсюдження отримали безтрансформаторні та трансформаторні підсилювачі. Вибір тієї чи іншої схеми обумовлений параметрами навантаження.

Чим безрансформаторний підсилювач кращий за трансформаторний :

- складається з елементів загального виробництва;

- має меньшу масу та розміри;

- меньші частотні спотвореня;

- дещо більший ККД;

- може бути виконаний у вигляді інтегральної мікросхеми.

Однак безтрансформаторний підсилювач має й недоліки, одним з яких є необхідність підбору транзисторів з близькми параметрами. Зараз підсилювачі звукової частоти широко використовуються у побутовій апаратурі(аудіо, відео).

2. Технічне завдання

1) Диапазон частот:                                     ( Гц )                      18

 (кГц)                      25

2) Частотні спотворення:                           , дБ                      

(клас 1 апаратури)                               , дБ                      

3) Діапазон регуліровок тембру:                                          

4) Нелінійні спотворенняжения:                                  0.1

5) Опір джерела:                                                              30

6) Вхідна напруга підсилювача:                                25

7)Вихідна потужність підсилювача:                               18

8)Регулювання гучності:                                             35

9)Опір нагрузки:                                         , Ом                         8

3. Попередній розрахунок.

Візьмемо   30кОм, а кОм тоді на підсилювачі :                                                        

19(мВ)

Коефіцієнт підсилення за напругою:

894

Необхідно взяти  з запасом на можливі втрати у підсилювачі:

1) Зворотній зв'язок                         -  30 дБ;

2) Вхідний тракт                                 – 1 дБ;

3) Вихідний тракт                               – 1 дБ;

Тоді загальний коефіцієнт підсилення за напругою:

30+59+1+1= 91(дБ)

Коефіцієнт підсилення за потужністю:

Візьмемо  з запасом:

Проведемо розподіл  та між блоками підсилювача потужності. Розглянемо структурну схему підсилювача (рис 3.1).

На підсилювач потужності: 

На вхідний каскад, регулятори тембру та гучності:

Рис 3.1

Всі нелінійні спотворення належать підсилювачу потужності. Розложимо їх між каскадами ПП:

4. Розрахунок кінцевого каскаду.

4.1. Розрахунок вихідних параметрів.

Амплітуда сигналу на виході:      

Максимальний струм на виході :

Розрахуємо транзистора :  , де 

На рис4.1 зображена принципова схема ПП без додаткового каскаду, де КК складається з транзисторів VT7 та VT8.

Змусимо кінцевий каскад працювати у режимі АВ з . Визначимо коефіцієнти  та . Тоді

Рис 4.1

Потужність що споживається КК :  

;

Розрахуємо ККД :

Сформуємо основні вимоги до транзистора КК:

Візьмемо компліментарну пару транзисторів VT7 та VT8 : 2SA1803(PNP) та 2SC4688(NPN). Основні параметри:

  Межа потужності транзистора:

4.2. Розрахунок вхідних параметрів

Виходячи з параметрів транзисторів, що були вибрані у п 4.1, розрахуємо вхідні параметри використовуючи ВАХ транзисторів:

;                  

Визначимо :

      По прохідній ВАХ транзисторів рис 4.2, визначимо   та , де

Тоді   ;  ;

Вхідний опір дорівнює :

Визначимо потрібну вхідну потужність:

Крутизна транзистора :

Звідси вихідний опір ПП:

Коефіцієнт демпфування нагрузки :

Коефіцієнт підсилення потужності : ;

5. Розрахунок предокінцевого каскаду.