Усилитель низкой частоты.

Введение Задачей курсового проектирования является закрепление теоретических положений курса «Аналоговые измерительные устройства», а также углубление и приобретение новых знаний при самостоятельной работе с литературными источниками, приобретение навыков практического проектирования конкретных электронных устройств, в том числе с применением ЭВМ. В настоящее время для инженерных расчетов широко применяются различные пакеты прикладных программ, ориентированных на разные виды расчётов. В курсовой работе для расчетов использовались следующие пакеты: - MathCad 8.0 – для проведения расчетов пояснительной записки. - Electronics WorkBench 4.1 – для моделирования рассчитанных узлов. - Microsoft Word XP – для написания пояснительной записки. - AutoCAD 2002 – для создания принципиальной схемы устройства.   1 Обоснование и выбор функциональной схемы Низкочастотный усилитель проектируется на основе входного усилителя, предварительного усилителя и усилителя мощности. Для обеспечения нужной величины входного сопротивления и коррекции искажений частотной характеристики используется входной усилитель. Для обеспечения качественных показателей выходного сигнала используется усилитель мощности с глубокой отрицательной обратной связью. Для обеспечения блоков аппаратуры выходными напряжениями (токами) заданного номинала и качества используется источник питания. Функциональная схема усилителя низкой частоты представлена на рисунке 1. Рисунок 1 – Функциональная схема усилителя низкой частоты: ВУ – входной усилитель; РУ – регулятор уровня; ПУ – предварительный усилитель; УМ – усилитель мощности; ЦООС – цепь частотно-зависимой отрицательной обратной связи. На усилитель мощности от источника поступает сигнал через разделительную емкость (Cр) с входного усилителя (ВУ), который служит для обеспечения заданного входного сопротивления (Rвх). Разделительная емкость необходима для уменьшения дрейфа нулевого уровня выходного напряжения. Для регулирования величины выходного напряжения сигнал с входного усилителя поступает на регулятор уровня. Источник питания является выпрямительным устройством и состоит из четырех узлов: трансформатора, выпрямительного диодного моста, сглаживающего фильтра и усилительного каскада. Трансформатор необходим для получения заданного напряжения. Диодный мост необходим для выпрямления переменного напряжения. Сглаживающий фильтр использую для уменьшения пульсаций напряжений в схеме. В качестве него использую электролитические конденсаторы большой емкости. Роль усилительного каскада выполняют параллельно-балансные каскады на биполярных транзисторах. 2. Выбор и расчет принципиальных схем узлов устройства 2.1 Выбор операционного усилителя для входного и предварительного усилителя. Выберу операционный усилитель (ОУ) для предварительного усилителя (ПУ). Основным параметром для выбора ОУ является частота единичного усиления. Проанализирую схему усилителя мощности (УМ): на вход устройства подается линейный сигнал , на выходе устройства снимается сигнал (2.1.1). Таким образом, коэффициент передачи устройства равен (2.1.2). Зная величину , можно определить коэффициент передачи отрицательной обратной связи: (2.1.3). С выхода ПУ на вход УМ подается сигнал . Тогда коэффициент передачи УМ равен (2.1.4). По условию технического задания необходимо обеспечить величину коэффициента нелинейных искажений УМ равную . Запишем равенство: (2.1.5), где – коэффициент нелинейных искажений ОУ без ООС, - коэффициент передачи ПУ. При расчете приму величину =10%. Тогда =50 (2.1.6). Так как величины и известны, то (2.1.7). На единичной частоте =1, следовательно, (2.1.8). Выбираемый ОУ должен обладать не меньшей единичной частотой усиления. Такому требованию соответствует ОУ К574УД1А. Его параметры [1]: напряжение питания ток питания входной ток входное сопротивление выходное напряжение единичная частота . Выбранный мной ОУ по своим параметрам подходит и для входного усилителя. 2.2 Питание операционных усилителей. Питание операционных усилителей осуществляется по схеме, указанной на рисунке 2 Рисунок 2. – Схема питания операционных усилителей.

Введение 2

1 Обоснование и выбор функциональной схемы устройства. 3

2 Выбор и расчет принципиальных схем узлов устройства. 4
2.1 Выбор операционного усилителя для входного и
предварительного усилителей. 4
2.2 Питание операционных усилителей. 5
2.3 Входной усилитель 6
2.4 Регулятор уровня. 7
2.5 Предварительный усилитель и усилитель мощности 7
2.6 Выбор обратной связи. 9
2.7 Источник питания. 10

Заключение 14
Список литературы 15

Приложения
А Схема моделирования усилителя мощности в пакете программ Electronics Workbench 4.1. 16
Б Расчет теплоотводов для транзисторов 17

Список литературы.
1. Лунин Л.Ф., Смирнов Ю.Н., Тарабрин Б.В. Интегральные микросхемы: Справочник./ под ред. Тарабрина Б.В. М.: Радио и связь, 1983.
2. Аронов В.Л., Баюнов А.А. Зайцев и др. Полупроводниковые приборы./ под общ. ред. Горюнова Н.Н. М.: Энергоатомиздат, 1985.
3. Акимов Н.Н., Ващуков Е.П., Прохроненко В.А, Ходоренко А.А. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА. Справочник. - Минск: Беларусь,1994.
4. Аксенов А.И., Нефедов А.В. Резисторы, конденсаторы, провода, припои, флюсы. Справочное пособие. - М.: Изд. «Салон-Р»,2000.
5. Перельман Б.Л. Полупроводниковые приборы. Справочник. - М.:Микротех.1996.