Автор: Пользователь скрыл имя, 25 Апреля 2012 в 19:23, курсовая работа
Усилитель звуковых частот (УЗЧ) — прибор (электронный усилитель) 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 по уровню -3 дБ, лучшие образцы УЗЧ имеют диапазон от 0 Гц до 200 кГц, простейшие УЗЧ имеют более узкий диапазон воспроизводимых частот. Может быть выполнен в виде самостоятельного устройства, или использоваться в составе более сложных устройств — телевизоров, музыкальных центров, радиоприёмников, радиопередатчиков, радиотрансляционной сети и т. д.
1. Техническое задание
2. Рецензия
3. Введение
4. Эскизный расчет усилителя звуковой частоты
4.1. Выбор входного и выходного устройств
4.2. Выбор и эскизный расчет оконечного каскада
4.3. Эскизный расчет цепей отрицательной обратной связи
4.4. Выбор и эскизный расчет каскадов предварительного усиления
4.5. Выбор схем питания каскадов и межкаскадных связей
4.6. Эскизный расчет вспомогательных цепей
4.7. Составление структурной и принципиальной схем УЗЧ
4.8. Распределение частотных искажений по элементам схемы
5. Детальный расчет элементов электрической схемы УЗЧ
5.1. Расчет оконечного каскада
5.1.1. Расчет двухтактного трансформаторного каскада в режиме класса В
5.2. Расчет предварительного усилителя
5.2.1. Расчет парофазного каскада с разделенной нагрузкой
5.2.2. Расчет эмиттерного повторителя
5.2.3. Расчет регуляторов тембра
5.2.3.1 Расчет двухстороннего тембра высоких частот
5.2.3.2 Расчет двухстороннего тембра нижних частот
5.2.4. Расчет каскада с RC связью, включенного по схеме ОЭ
5.2.5. Расчет каскада с RC связью, включенного по схеме ОЭ
5.2.6. Расчет каскада с RC связью, включенного по схеме ОЭ
5.2.7. Расчет эмиттерного повторителя
5.3. Расчет вспомогательных цепей усилителя
5.3.1. Расчет регулятора усиления
5.3.2. Расчет разделительных конденсаторов
5.3.3. Расчет блокировочных конденсаторов
5.3.4. Расчет RФCФ-фильтров
6. Расчет показателей спроектированного усилителя
6.1. Расчет коэффициента усиления УЗЧ по мощности и согласования
его с источником сигнала
6.2. Расчет и построение АЧХ УЗЧ
7. Заключение
8. Структурная схема УЗЧ
9. Принципиальная электрическая схема УЗЧ (эскизная)
10. Принципиальная электрическая схема УЗЧ
Содержание
1. Техническое задание
2. Рецензия
3.
Введение
4.
Эскизный расчет усилителя
4.1. Выбор входного и выходного устройств
4.2.
Выбор и эскизный расчет
4.3. Эскизный расчет цепей отрицательной обратной связи
4.4.
Выбор и эскизный расчет
4.5. Выбор схем питания каскадов и межкаскадных связей
4.6.
Эскизный расчет
4.7.
Составление структурной и
4.8.
Распределение частотных
5.
Детальный расчет элементов
5.1. Расчет оконечного каскада
5.1.1.
Расчет двухтактного
5.2. Расчет предварительного усилителя
5.2.1. Расчет парофазного каскада с разделенной нагрузкой
5.2.2.
Расчет эмиттерного
5.2.3. Расчет регуляторов тембра
5.2.3.1 Расчет двухстороннего тембра высоких частот
5.2.3.2 Расчет двухстороннего тембра нижних частот
5.2.4. Расчет каскада с RC связью, включенного по схеме ОЭ
5.2.5. Расчет каскада с RC связью, включенного по схеме ОЭ
5.2.6. Расчет каскада с RC связью, включенного по схеме ОЭ
5.2.7. Расчет эмиттерного повторителя
5.3. Расчет вспомогательных цепей усилителя
5.3.1.
Расчет регулятора усиления
5.3.2.
Расчет разделительных
5.3.3.
Расчет блокировочных
5.3.4. Расчет RФCФ-фильтров
6.
Расчет показателей
6.1. Расчет коэффициента усиления УЗЧ по мощности и согласования
его с источником сигнала
6.2. Расчет и построение АЧХ УЗЧ
7. Заключение
8. Структурная схема УЗЧ
9.
Принципиальная электрическая
10. Принципиальная электрическая схема УЗЧ
2.РЕЦЕНЗИЯ
3.Введение
Усилитель звуковых частот (УЗЧ) — прибор (электронный усилитель) 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 по уровню -3 дБ, лучшие образцы УЗЧ имеют диапазон от 0 Гц до 200 кГц, простейшие УЗЧ имеют более узкий диапазон воспроизводимых частот. Может быть выполнен в виде самостоятельного устройства, или использоваться в составе более сложных устройств — телевизоров, музыкальных центров, радиоприёмников, радиопередатчиков, радиотрансляционной сети и т. д.
Усилители низкой частоты наиболее широко применяются для усиления сигналов, несущих звуковую информацию, в этих случаях они называются, также, усилителями звуковой частоты, кроме этого УНЧ используются для усиления информационного сигнала в различных сферах: измерительной технике и дефектоскопии; автоматике, телемеханике и аналоговой вычислительной технике; в других отраслях электроники. Усилитель звуковых частот обычно состоит из предварительного усилителя и усилителя мощности (УМ). Предварительный усилитель предназначен для повышения мощности и напряжения и доведения их до величин, нужных для работы оконечного усилителя мощности, зачастую включает в себя регуляторы громкости, тембра или эквалайзер, иногда может быть конструктивно выполнен как отдельное устройство. Усилитель мощности должен отдавать в цепь нагрузки (потребителя) заданную мощность электрических колебаний. Его нагрузкой могут являться излучатели звука: акустические системы (колонки), наушники (головные телефоны); радиотрансляционная сеть или модулятор радиопередатчика. Усилитель низких частот является неотъемлемой частью всей звуковоспроизводящей, звукозаписывающей и радиотранслирующей аппаратуры.
4.1. Выбор входного и выходного устройств
Таблица 1
Тип
трансформатора |
Вт |
к.п.д. трансформатора | |
стационарные | портативные | ||
выходной | менее 1
1…10 более 10 |
0,70…0,80
0,75…0,85 0,85…0,93 |
0,60…0,75
0,70…0,80 0,75…0,85 |
входной либо межкаскадный | – | 0,65…0,80 |
Из таблицы 1 выбираем выходной трансформатор с =0,75.
4.2.
Выбор и эскизный
расчет оконечного
каскада
Выбор схемы оконечного каскада производится по заданной мощности Рвых и коэффи-циенту нелинейных искажений Kг. При этом проверяют способ подключения нагрузки (не-посредственно или через трансформатор); схему каскада (однотактная или двухтактная); схему включения транзистора по переменному току (ОЭ, ОБ или ОК); режим работы усили-тельного элемента (А, АВ или В). В качестве оконечного каскада мы будем использовать 2х тактный трансформаторный каскад в режиме класса B. Трансформаторный каскад хорошо согласует Rвых усилителя с сопротивлением нагрузки Rн, но громоздок, дорог, обладает повышенными линейными и нелинейными искажениями, в УЗЧ с таким каскадом трудно реализовать глубокую ООС. Вт = В; округляем до 20 В; =20 В А ; В Транзисторы для оконечного каскада выбираются по справочным параметрам УЭ: – максимальной допустимой мощности рассеивания на коллекторе Вт при этом максимальная мощность рассеивания на коллекторе должна быть скорректирована с учетом нагрева УЭ при работе: , где – максимально допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора при температуре , обычно 0С; – максимальная температура коллекторного перехода, справочная величина – максимальная температура окружающей среды ; – максимально допустимому напряжению коллектор–эмиттер В; – максимальному допустимому току коллектора мА; – верхней граничной частоте кГц Проанализировав справочную информацию, выбираем транзистор КТ815В: В, А, , Вт. , В, |
4.3. Эскизный расчет цепей отрицательной обратной связи Вопрос о применении цепей ООС для снижения величины нелинейных искажений в оконечном каскаде фактически определяется величиной допустимых в ТЗ нелинейных искажений. Для этого следует найти глубину ООС, определяемой из условия снижения Кг до нормы:
Fнл > 1 – в УЗЧ требуется введение отрицательной обратной связи, поскольку уровень нелинейных искажений больше заданного в ТЗ. |
4.4.
Выбор и эскизный
расчет каскадов
предварительного
усиления
Выбирают входной каскад и ориентировочно задаются его входным сопротивлением (табл. 2), исходя из значения сопротивления генератора, заданного в ТЗ. Таблица 2
Rг = 68 кОм, следовательно Rвх = 20 кОм, каскад с ОК. Определяют входную мощность усилителя
Необходимое усиление по мощности каскадов предварительного усиления : где – коэффициент усиления по мощности всего УЗЧ; Км вх – коэффициент передачи по мощности входной цепи, при использовании RC-связи его значение Км вх = 1; Км ок = 4950 – коэффициент усиления по мощности оконечного каскада; Км вых – коэффициент передачи по мощности выходной цепи, при использовании выходного трансформатора Км вх = тр =0,75; В= 2…3 – коэффициент запаса, учитывающий разброс параметров и старение деталей, а также погрешности ориентировочных расчетов. Определяем
выражение для расчета
Затем находим подходящий транзистор по типовому коэффициенту усиления по току: По данному параметру нам подходит транзистор КТ312Б, имеющий . КТ312Б: В, мА, , Вт, . | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4.5. Выбор схем питания каскадов и межкаскадных связей Схемы питания транзисторов отдельных каскадов рекомендуется ориентировочно выбирать, пользуясь табл. 3, где диапазон изменения температур ∆Т выбирается наибольшим из двух значений: или .
Таблица 3
Для оконечного каскада, работающих в режиме класса АВ, применим схему эмиттерной стабилизации. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4.6. Эскизный расчет вспомогательных цепей Вспомогательные цепи – это регуляторы усиления и тембра, а также фильтры RфCф в цепях питания. В качестве регулятора тембра применим двухсторонний регулятор тембра нижних и верхних частот (в соответствии с требованиями ТЗ), а для регулировки усиления будем использовать потенциометрический регулятор в цепи базового делителя во входном каскаде. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4.7.
Составление структурной
и принципиальной
схем УЗЧ
Структурная
схема усилителя (рис.1) составляется
на основании эскизных расчетов оконечного
каскада, предварительных каскадов, цепей
ООС, вспомогательных цепей, а также
выбора входного устройства усилителя.
|