Загальні відомості про підсилювачі

Зміст

 

Вступ

1. Основні поняттяпро підсилювачі

1.1 Загальні відомості про підсилювачі

1.2 Призначення елементів і принцип роботи підсилювального каскаду за схемою з ЗЕ

1.3 Параметри підсилювачів

2. Розрахунок підсилювача

2.1 Розрахунок режиму роботи транзистора другого каскаду по постійному струму і вибір пасивних елементів схеми: резисторів, конденсаторів

2.2 Розрахунок першого каскаду по змінному струму, що складається з визначення коефіцієнта підсилення, вхідного і вихідного опору каскаду

2.3 Розрахунок номінальних значень пасивних і частотозадающих елементів схеми

3. Заміна розрахункових значень пасивних елементів значеннями з ряду Е24

Висновок

Перелік літератури

Додаток 1. Вихідні характеристики біполярного транзистора ГТ323Б

Додаток 2. Вхідні характеристики біполярного транзистора ГТ323Б

 

Вступ

 

Мета даного курсового проекту:

- вивчити методики постановки задачі при проектуванні електричних принципових схем на напівпровідникових приладах,

- отримати навички поетапного комплексного схемотехнічного проектування електричних вузлів,

- отримати досвід використання сучасних інформаційних технологій і систем імітаційного моделювання.

Задача курсового проекту – розробити схему двухкаскадного підсилювача з безпосереднім зв'язком.

В даний час в техніці повсюдно використовуються різноманітні підсилювальні пристрої. У кожному радіоприймачі, в кожному телевізорі, в комп'ютері і верстаті з числовим програмним управлінням є підсилювальні каскади.

Активним елементом перших підсилювачів була електронна лампа. Такі підсилювачі були громіздкі, споживали багато енергії і швидко виходили з ладу. Тільки у середині минулого століття після довгих наполегливих пошуків і праць нарешті вдалося вперше створити підсилювальний напівпровідниковий прилад, заміняючий електронну лампу. Це важливе відкриття справило великий переворот в радіоелектроніці. Габарити транзисторних підсилювачів стали у декілька разів менше лампових, а споживана потужність - в десятки разів менше. До того ж значно збільшилася надійність.

Але науково-технічний прогрес на цьому не зупинився. З'явилася перша мікросхема. Зараз широко застосовуються підсилювачі, повністю зібрані на мікросхемах і мікрозборках. Практично єдина проблема на сьогодні - це відведення тепла. Оскільки могутні підсилювачі розсіюють велику кількість тепла, необхідно інтенсивно відводити це тепло, що не дозволяє зробити могутні підсилювачі мініатюрними.

Наступним етапом розвитку є технологія поверхневого монтажу кристалів. Вона забезпечує мініатюризацію радіоелектронної апаратури при зростанні її функціональної складності. Навісні компоненти набагато менші, ніж вмонтовані в отвори, що забезпечує вищу щільність монтажу і зменшує масогабаритні показники. Разом з цим для більшої мініатюризації застосовують мікрозборки і гібридні інтегральні схеми.

В даний час багато підсилювачів виконуються на друкарській платі. Застосування друкарської плати дало можливість, в порівнянні з об'ємними конструкціями, збільшити щільність монтажу, надійність, ремонтопридатність, зменшити масу конструкції, розкид параметрів і так далі.

У сучасній техніці широко використовується принцип управління енергією, що дозволяє за допомогою витрати невеликої кількості енергії управляти енергією, але у багато разів більшої. Форма як керованої, так і такої, що управляє енергії може бути будь-який: механічної, електричної, світлової, теплової і т.д.

Окремий випадок управління енергією, при якому процес управління являється плавним і однозначним і керована потужність перевищує ту, що управляє, носить назву посилення потужності або просто посилення; пристрій, здійснюючий таке управління, називають підсилювачем. Дуже широке застосування| в сучасній техніці мають підсилювачі, у яких енергія, що як управляє, так і керована, є електричною енергією. Такі підсилювачі називають підсилювачами електричних сигналів. Джерело електричної енергії, що управляє, від якого підсилюванні електричні коливання поступають на підсилювач, називають джерелом сигналу, а ланцюг підсилювача, в який ці коливання вводяться - вхідним ланцюгом або входом підсилювача. Джерело, від якого підсилювач одержує енергію, що перетворюється їм в посилені електричні коливання, називається основним джерелом живлення. Окрім нього, підсилювач може мати і інші джерела живлення, енергія яких не перетвориться в електричні коливання. Пристрій, що являється споживачем посилених електричних коливань, називають навантаженням підсилювача або просто навантаженням; ланцюг підсилювача, до якого підключається навантаження, називають вихідним ланцюгом або виходом підсилювача.

Підсилювачі електричних сигналів застосовуються в багатьох областях сучасної науки і техніки. Особливо широке застосування підсилювачі мають в радіозв'язку і радіомовленні, радіолокації, радіонавігації, радіопеленгації, телебаченні, звуковому кіно, дротяній телекомунікації, техніці радіовимірів, де вони являються основою побудови всієї апаратури. Окрім вказаних областей техніки, підсилювачі широко застосовуються в телемеханіці, автоматиці, рахунково-вирішальних і обчислювальних пристроях, медичної, музичної і в багатьох інших приладах.

Основні поняття

Загальні відомості про підсилювачі

Підсилювачі є одним з найпоширеніших електронних пристроїв, застосовуваних у системах автоматики і радіосхемах. Підсилювачі підрозділяються на підсилювачі попередні (підсилювачі напруги) і підсилювачі потужності. Попередні транзисторні підсилювачі, як і лампові, складаються з одного або декількох каскадів посилення. При цьому всі каскади підсилювача мають загальні властивості, розходження між ними може бути тільки кількісне: різні струми, напруги, різні значення резисторів, конденсаторів і т.п..

Для каскадів попереднього підсилювача найбільш поширені резистивные схеми (з реостатно-ємнісним зв'язком). У залежності від способу подачі вхідного сигналу й одержання вихідного сигналу підсилювальні схеми одержали наступні назви:

1) із загальною базою ЗБ (рис. 1, а);

2) із загальним колектором ЗК (эмиттерный повторювач) (рис. 1, б);

3) із загальним эмиттером - ЗЕ (рис. 1, в).

 

Рис. 1, а

Рис. 1, б

 

Рис. 1, в

 

Найбільш розповсюдженої є схема з ЗЕ. Схема з ЗБ у попередніх підсилювачах зустрічається рідко. Эмиттерный повторювач володіє найбільшим із усіх трьох схем вхідним і найменший вихідним опорами, тому його застосовують при роботі з високоомними перетворювачами як перший каскад підсилювача, а також для узгодження з низькоомним навантажувальним резистором. У табл. 1 дається зіставлення різних схем включення транзисторів.

Таблиця 1 – Параметри підсилювачів

Параметри	з загальною базою (ЗБ)	із загальним эмиттером (ЗЕ)	із загальним колектором (ЗK)
Коефіцієнт підсилення по напрузі	30-400	30-1000	< 1
Коефіцієнт підсилення по струму	< 1	10-200	10-200
Коефіцієнт підсилення по потужності	30-400	3000-30000	10-200
Вхідний опір	50-100 Ом	200-2000 Ом	10-500 кОм
Вихідний опір	0,1-0,5 МОм	30-70 кОм	50-100 Ом