Министерство образования и науки Украины

Министерство образования и науки Украины

Днепропетровский национальный университет имени Олеся Гончара

Факультет физики, электроники и компьютерных систем

Кафедра электронных средств телекоммуникаций

Направление подготовки: «Телекоммуникации»

Курсовой проект

По дисциплине «Основы радиоэлектроники»

По теме «Расчет усилителя звуковой частоты

по структурной схеме»

Выполнил:

студент группы КТ-10-1

Мамедов. А

Проверил:

доц. Вытовтов К. А.

Днепропетровск 2012

1. Введение

Техническая электроника широко внедряется практически во все отрасли науки и техники, поэтому знание основ электроники необходимо всем инженерам. Особенно важно представлять возможности современной электроники для решения научных и технических задач в той или иной области. Многие задачи измерения, управления, интенсификации технологических процессов, возникающие в различных областях техники, могут быть успешно решены специалистом, знакомым с основами электроники.

В настоящее время в технике повсеместно используются разнообразные усилительные устройства. Куда мы не посмотрим - усилители повсюду окружают нас. В каждом радиоприёмнике, в каждом телевизоре, в компьютере и станке с числовым программным управлением есть усилительные каскады. Усилитель звуковых частот (УЗЧ) — прибор для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот. Таким образом, к данным усилителям предъявляется требование усиления в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц.

2. Структурная схема УЗЧ

В состав УЗЧ входят усилитель низких частот (УНЧ), амплитудный модулятор (М), генератор (Г), двухтактный усилитель (ДТУ):

УНЧ

ДТУ

М

Г

Рис. 1

3. Усилитель низких частот

Усилитель низких частот (УНЧ) – один из основных каскадов УЗЧ; он предназначен для усиления мощности высокочастотных электромагнитных колебаний, возбуждаемых в задающем автогенераторе, путём преобразования энергии постоянного электрического поля в энергию электромагнитных колебаний. Следовательно, в состав УНЧ должен входить элемент, способный производить подобное преобразование. Эти элементы называют активными элементами (АЭ). В качестве АЭ в УЗЧ наиболее часто применяют биполярные и полевые транзисторы, иногда генераторные диоды.

Цепь питания

Входная цепь

Выходная согласующая цепь

АЭ

h QDYKpyG/VqyeNGQ5d2Lgb9EwqTZrkFUpTytUPwAAAP//AwBQSwECLQAUAAYACAAAACEAtoM4kv4A AADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAA IQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC8BAABfcmVscy8ucmVsc1BLAQItABQABgAIAAAA IQDHwyfoGAIAADQEAAAOAAAAAAAAAAAAAAAAAC4CAABkcnMvZTJvRG9jLnhtbFBLAQItABQABgAI AAAAIQD36D7w3AAAAAoBAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAHIEAABkcnMvZG93bnJldi54bWxQSwUGAAAA AAQABADzAAAAewUAAAAA " o:allowincell="f"/>

Цепь смещения

Рис. 2. Структурная схема усилителя низких частот

Входная мощность …………………5,5 мВт.

Чувствительность входа…………….20 мВ.

Напряжение питания…………………16 В.

Потребляемый ток…………………….60 мА.

3.1 Расчёт усилителя низких частот на транзисторе.

Рассчитаем режим работы транзистора в схеме с общим эмиттером с мощностью первой гармоники, равной 15 Вт на частоте 2 МГц.

Выберем транзистор КТ603А. Его параметры:

Гн. Ф. Ф.

- коэффициент передачи эмиттерного тока.

3.1.1 Расчёт режима работы транзистора

Где χ – величина для получения коэффициента передачи эмиттерного тока.

3.1.2 Расчёт принципиальной схемы УНЧ

E_п.

R₁ L₂

C₃

Выход

Вход L₃ C₅

C₁ L₁

С₂ R₂ C₄ С₆

Рис. 3. Принципиальная электрическая схема УНЧ

Для выходной согласующей цепи можно использовать формулы:

Входная согласующая цепь предназначена для преобразования входного сопротивления транзистора в сопротивление, равное внутреннему сопротивлению источника колебаний, подводимых к усилителю. Выходная согласующая цепь преобразует сопротивление нагрузки усилителя в сопротивление на выходных электродах транзистора, при котором транзистор работает в оптимальном режиме:

(Х – параметр)

После расчетов получили следующие номиналы элементов, отраженные в таблице:

Элемент	Номинал
R1	41 Ом
R2	43 Ом
C1	0.8 мкФ
C2	25 нФ
C3	0.8 мкФ
C4	3 нФ
C5	0.8 мкФ
С6	3 нФ
L1	93 мкГн
L2	2.7 мкГн
L3	2 мкГн

4. Расчёт дифференциального усилителя

Дифференциальный усилитель выполнен на транзисторе КТ911А. Расчёт режима и принципиальной схемы.

Е_{питания}

R₁ R₃ R₄ R₅

Выход

Вход Cp1 VT₁ VT₂

R₆ Cp2

R₂

R₇ R₈

Рис. 4.Принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя

4.1 Расчёт электрического режима транзистора КТ911А.

Его параметры:

По формулам (3.1.1) и (3.1.2) рассчитаем режим работы и принципиальную схему:

Расчёт цепи согласования:

После расчетов получили следующие номиналы элементов, отраженные в таблице:

Элемент	Номинал
R1	100 кОм
R2	20 кОм
R3	10 Ом
R4	10 Ом
R5	100 кОм
R6	0.1 кОм
R7	1 кОм
R8	20 кОм
C1	0.8 мкФ
C2	0.6 нФ

5. Генератор сигналов

Генератор сигналов — это устройство, позволяющее получать сигнал определённой природы, имеющий заданные характеристики (форму, энергетические характеристики и т. п.). Генераторы широко используются для преобразования сигналов, для измерений и в других областях. Состоит из источника и формирователя (например, электрического фильтра).

5.1 Расчёт генератора.

R₁

Вход

L₁

Выход

VT₁ С₂

С₁

Рис. 5. Принципиальная электрическая схема генератора

Выберем в качестве активного элемента транзистор КТ331А. Его параметры:

Расчёт произведём по указанным ниже формулам.

После расчетов получили следующие номиналы элементов, отраженные в таблице:

Элемент	Номинал
R1	1 кОм
L1	1.5 мкГн
С1	0.8 мкФ
С2	900 пФ

6. Модулятор

Модулятор – это каскад радиопередатчика, в котором осуществляется модуляция высокочастотных колебаний в соответствии с передаваемым сообщением. Модуляцией в радиотехнике называют процесс управления одним из параметров высокочастотного колебания

, где - амплитуда, - частота, - начальная фаза, - мгновенная фаза колебания.

Изменяя с помощью управляющего НЧ сигнала амплитуду , получим амплитудную модуляцию.

Структурная схема модулятора изображена на Рис.6. Преобразование спектра, которое происходит при модуляции, возможно в нелинейных системах либо в линейных системах с переменными параметрами.

НЭ с цепями смещения и питания

Выходная согласующая цепь

Входная

согласующая цепь несущей частоты

Входная согласующая цепь сигнала

6.1 Расчёт электрического режима.

Колебательная мощность в максимальном режиме

Где максимальная глубина модуляции , а выходная мощность в режиме молчания

Выбираем транзистор, способный рассеивать мощность того же порядка, например КТ970А, для которого

Еп1

R₁ C_бл

/ +IwOFTM1/kgmCMs6z27ZykO2BsGGLE83IJrfhaxK+b9B9Q0AAP//AwBQSwECLQAUAAYACAAAACEA toM4kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQA BgAIAAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC8BAABfcmVscy8ucmVsc1BLAQItABQA BgAIAAAAIQDeeCdlHgIAADYEAAAOAAAAAAAAAAAAAAAAAC4CAABkcnMvZTJvRG9jLnhtbFBLAQIt ABQABgAIAAAAIQBuvcdq3AAAAAkBAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAHgEAABkcnMvZG93bnJldi54bWxQ SwUGAAAAAAQABADzAAAAgQUAAAAA " o:allowincell="f"/> Вход НЧ

R₂ Еп2

Выход

Вход ВЧ

Рис. 7. Принципиальная электрическая схема модулятора при модуляции напряжением питания.

Расчёт произведён по формулам пункта 3.1.1.

Выводы

В данном курсовом проекте произведены расчеты усилителя звуковой частоты, состоящего из четырех элементов. Каждый элемент просчитан отдельно: усилитель низких частот, двухтактный усилитель, модулятор и генератор. Транзисторы были выбраны в соответствии с нормативно-технической документацией на них.

Список используемой литературы

1. В. С. Руденко, В. И. Сенько, В. В. Трифонюк «Основы промышленной электроники»

2. Р. М. Терещук, К. М. Терещук, С. А. Седов «Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя»

3. Б.Е. Петров, В.А. Романюк «Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах»

4. Справочник по транзисторам

Дата добавления: 2015-09-29