Методы проектирования и моделирования усилителей (стр. 1 из 3)
Содержание
1. Введение
2. Расчёт коэффициента усиления напряжения разомкнутого усилителя
3. Статический расчёт
3.1. Выходной каскад
3.2. Входной каскад
4. Расчёт емкостных элементов
5. Расчет элементов обратной связи
6. Расчет реально достигнутого в схеме коэффициента усиления Kразомкнутого усилителя в области средних частот
7. Построение характеристики Moc(w)
8. Моделирование
Заключение
Список литературы
1. Введение
Значительные изменения во многих областях науки и техники обусловлены развитием электроники. В настоящее время невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой не использовались бы электронные приборы. Одними из таких приборов являются усилители электрических сигналов. Частный случай управления энергией, при котором путём затраты небольшого её количества можно управлять энергией, во много раз большей, называется усилением. При этом необходимо, чтобы процесс управления являлся непрерывным, плавным и однозначным. Устройство, осуществляющее такое управление, называется усилителем.
Если управляющая и управляемая энергии являются электрическими, то такой усилитель называют усилителем электрических сигналов. Эти усилители широко используются во всех областях техники.
По роду усиливаемых сигналов их подразделяют на усилители гармонических сигналов и усилители импульсных сигналов.
 |
По характеру изменения усиливаемого сигнала во времени усилители делят на усилители медленно изменяющихся сигналов, которые часто называют усилителями постоянного тока, и усилители переменного тока, подразделяемые на усилители низкой частоты, высокой частоты, широкополосные, избирательные, универсальные многофункциональные и пр.
Рис.1 Структурная схема усилителя.
В зависимости от характера нагрузки и назначения различают усилители напряжения, тока, мощности. Такое разделение условно, так как в любом случае, в конечном счете, усиливается мощность.
В зависимости от типа используемых в усилителе активных элементов различают усилители ламповые, полупроводниковые, магнитные, оптоэлектронные, диэлектрические.
В ряде случаев усилители выполняют комбинированными с применением активных элементов различных типов. Кроме того, их иногда подразделяют на усилители прямого усиления и усилители с преобразованием усиливаемого сигнала.
Примерная структура усилителя представлена рис.1. В качестве приёмника может использоваться другой усилитель или какое-либо исполнительное устройство.
 |
Усилители, как правило, содержат несколько усилительных каскадов соединённых последовательно и разделённых цепями связи (рис.2).
Рис.2.
Задачей данной курсовой работы является ознакомление с методами проектирования усилителей и их разработкой с использованием САПР.
метод проект модель усилитель
2. Расчёт коэффициента усиления напряжения разомкнутого усилителя
Коэффициент усиления разомкнутого усилителя определяется соотношением,
где Koc коэффициент усиления замкнутого усилителя, который определяется по формуле
.Здесь Uнm это амплитуда выходного напряжения определяется по данным в таблице исходных данных значениям Pн и Rн по следующим формулам:
, 
; 
, 
, 
.Kb-находится из характеристики МОС (w).Предположим, что усилитель реализовывается на одном каскаде n=1 тогда характеристика имеет следующий вид:
; 
.Получаем следующее квадратное уравнение, которое решаем относительно Кb.
Принимаем отрицательное значение
. Тогда коэффициент усиления будет равным 
.Так как К>10 то структура с одним каскадом неприемлема. Предположим теперь что число каскадов усилителя n=2.
Тогда функция МОС (w) для верхних и нижних частот будет выглядеть следующим образом:
, 
.Получаем следующее квадратное уравнение, которое решаем относительно. Кb.
Принимаем отрицательное значение
. Тогда коэффициент усиления будет равным 
. Так как К<100, то принятое число каскадов n=2 полностью подходит. Примерная схема усилителя показана на рис.3  |
Рис.3.Двух каскадный усилитель с ООС.
3. Статический расчёт
3.1 Выходной каскад
а) Выбор рабочей точки транзистора.
Выбор рабочей точки А транзистора, когда входной сигнал отсутствует, сводится к выбору тока коллектора IКА и напряжения UКЭА в схеме рис.4 в первоначальном предположении RЭ2=0, т. е. При заземлённом эмиттере.
 |
Рис.4
Точка покоя выбирается исходя из данных значений амплитуды напряжения на коллекторе Um и тока коллектора Im, которые по заданным значениям Uн и Iн определяются, как
и 
.Для режима класса А координаты рабочей точки А должны удовлетворять неравенствам:
; 
(1)для каскада на БТ, где
, - напряжение на коллекторе, соответствующее квазигоризонтального участка выходных ВАХ; 
- коэффициент запаса. Для транзисторов малой мощности рекомендуется принять 
=1-2В, для мощных транзисторов - =2-4В. Выбираем значения 
, =1,5В тогда получим 
Далее строится предположительная область ВАХ транзистора каскада, ограниченная значениями
, 
(2)и гиперболой
(3)максимально рассеиваемой мощности на коллекторе.
