Содержание

1. Расчет варианта усилителя на транзисторах

1.1 Анализ задания. Предварительный расчёт. Структурная схема

1.2 Расчет пятого (оконечного) каскада

1.3 Расчет четвертого (предоконечного) каскада

1.4 Расчет третьего каскада

1.5 Расчет второго каскада

1.6 Расчет первого каскада

1.7 Расчёт фильтров питания. Расчёт цепей регулировки усиления. Расчёт разделительной ёмкости во входной цепи

2. Расчет УВЧ на интегральных микросхемах

2.1 Анализ варианта усилителя на ИМС

2.2 Расчет элементов первого каскада

2.3 Расчет элементов второго каскада

2.4 Расчёт регулировки усиления

3. Конструкторская часть

4. Выбор оптимального варианта

5. Заключение

6. Список использованной литературы

1. Расчет варианта усилителя на транзисторах

1.1 Анализ задания. Предварительный расчёт. Структурная схема

Исходные данные:

Rист=7000 Ом; К0=325; Мн=0,77; Fн=60 Гц; Мв=0,73; Fв=130 кГц; Rн=13 Ом; Кг=1,3; Pвых=3,9 Вт; Uпит= ±12 В; tmax=49°С

Во первых, из заданной по ТЗ величины Pвых и Rн выразим значения амплитуд тока и напряжения в нагрузке:

Напряжение Uвых не превышает питающего напряжения, следовательно получить такую мощность в нагрузке возможно.

Поскольку от одного усилительного каскада получить коэффициент усиления К0=325 невозможно, будем рассчитывать многокаскадный усилитель. Для определения числа каскадов и типа включения транзистора в них (ОК, ОЭ, ОИ) проанализируем величины сопротивлений нагрузки и источника сигнала:

Если Rист < 10кОм, то каскад по схеме ОК на входе не нужен. В нашем случае это условие удовлетворяется за счёт использования полевого транзистора на входе.

Если Rн< 300÷500 Ом, то нужен каскад по схеме ОК или двухтактный усилитель мощности. В нашем случае будем использовать именно двухтактный УМ.

Остальные каскады усилителя будут выполнены по схеме ОЭ и межкаскадный эмиттерный повторитель (по схеме ОК).

Рассчитывать количество каскадов будем отталкиваясь от значения К0=325, с учётом того, что коэффициент усиления по напряжению у двухтактного УМ Кдум≈0,7÷0,9.

Исходя из вышесказанного, рассчитаем коэффициент усиления требуемый от каскадов предварительного усиления (КПУ), по следующей формуле:

где Квц – ослабление входной цепи (Квц=0,6÷0,8)

Квх – коэффициент передачи входного каскада по схеме ОК, так как у нас его нет, исключаем эту величину из расчетов.

Квых – коэффициент передачи выходного каскада (двухтактного УМ), Квых≈0,7÷0,9

Подставив эти величины в вышеуказанную формулу получим:

Для того, чтобы узнать какой коэффициент усиления должен быть у каждого каскада по схеме ОЭ, на этапе предварительного расчета положим их равными друг другу. Исходя из этого получим следующую формулу:

где Кi – коэф-т усиления каждого каскада (Кi=8÷16)

N – число каскадов.

При Ki=10 и числе каскадов N=3 получим, что Кпр= 1000, что удовлетворяет нашим условиям.

Итак, имея три каскада по схеме ОЭ и двухтактный УМ на выходе, мы можем распределить коэффициенты усиления более рационально.

Для первого каскада, так как он на ПТ, сделаем коэффициент усиления по напряжению (K1=3).

Для второго каскада, коэффициент усиления по напряжению возьмём максимальный из разумных и возможных:

Теперь распределим частотные искажения между каскадами усилителя, зная, что у каскада на ПТ (из-за схемотехники каскада), ЭП и двухтактного УМ они равны Мн=0,9 ÷ 0,99, а у всех остальных положив равными:

где Mi – частотные искажения i-го каскада.

Так как Miв и Miн не превышают 0,98, следовательно корректирующий каскад (каскад с перекоррекцией) может и не понадобиться.

Структурная схема усилителя:

1.2 Расчет пятого (оконечного) каскада

Так как нагрузка каскада низкоомная (Rн=13 Ом), то мы решили использовать двухтактный усилитель мощности. ............