Главная страница 1


Московский государственный институт электроники и математики

(технический университет)

Кафедра электронно-вычислительной аппаратуры

Курсовая работа по теме


«Усилитель мощности низкой частоты на операционном усилителе»

Исполнитель:

Студент группы С-65

Гулиян Б. Т

«__» ________ 2012 г.
Проверил:

Преподаватель каф. ЭВА

Сафонов С.Н.

«__» ________ 2012г.


Москва – 2012



Изм.

Лист

докум.



Подп.

Дата

Лист

2

Разраб.

Гулиян Б.Т

Пров.

Сафонов С.Н.

Н. Контр.

Утв.

Усилитель мощности низкой частоты на операционном усилителе. Пояснительная записка.

Лит.

Листов

12

Аннотация

В данной курсовой работе разработан усилитель мощности низкой частоты на операционном усилителе. Разработана принципиальная схема, выбрана элементная база и произведен расчет.

Содержание: Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

3

Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист



Задание на курсовую работу 4

2. Разработка функциональной схемы и принцип действия 5

2.1. Назначение 5

2.2. Состав 5

2.3. Принцип действия 5

3.1. Выбор элементной базы 6



Приложение:

Принципиальная схема 11

Перечень элементов……………………………………………………………12

Задание на курсовую работу


Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

4

I. Наименование разрабатываемого устройства

Усилитель мощности низкой частоты на операционном усилителе.



II. Параметры устройства:

Коэффициент усиления 100

Амплитуда выходного сигнала, В 5

Сопротивление нагрузки, Ом 8

Рабочий диапазон частот, кГц 0.02… 40

Входное сопротивление, кОм 10


Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

1. Анализ технического задания

Разрабатываемое устройство - Усилитель мощности низкой частоты на операционном усилителе. Согласно техническому заданию необходимо спроектировать усилитель, дающий амплитуду сигнала не менее 5 В на нагрузке в 8 Ом, т.е. обеспечивающий на выходе ток не менее 0,625 А.

2. Разработка функциональной схемы и принцип действия



2.1. Назначение


В курсовой работе спроектировано устройство, предназначенное для усиления мощности на низких частотах.

2.2. Состав


Устройство состоит из трех резисторов, четырех транзисторов и операционного усилителя.

2.3. Принцип действия


Любой усилитель имеет структуру: входную и выходную цепи, к которым подключается источник сигнала ЕГ и нагрузочное устройство RH, источник питания и усилительный элемент (транзистор, микросхема). Процесс усиления связан с преобразованием энергии источника питания в энергию выходного сигнала Uвых усилителя.


5



Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

d:\boris\учеба\3 курс\схемотехника\функциональная схема.png


Функциональная схема

6


Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

7

3. Разработка принципиальной схемы


3.1. Выбор элементной базы


Основным критерием подбора элементов является обеспечение заданных параметров работы устройства.

В соответствии с этим была выбрана следующая элементная база:



  • Операционный усилитель К544УД10

  • Транзистор КТ503В

  • Транзистор КТ502В

  • Транзистор КТ814

  • Транзистор КТ814

  • Резисторы С1-4

Основным элементом устройства был выбран операционный усилитель марки К140УД10 т.к. частота единичного усиления для него — 15 МГц, что гарантирует равномерное усиление по всей требуемой полосе частот. Усилитель данной марки обладает коэффициентом усиления 50 000, что более чем достаточно для поставленной задачи.

Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

9

3.2. Расчет параметров схемы

Выберем R1 = 10кОм исходя из требований к входному сопротивлению.

Необходимо рассчитать R2 :

k = 100; k = R2 / R1; R2 = k*R1 = 100*10000 = 1 МОм

Остальные значения сопротивлений нам известны, исходя из заданных параметров устройства:

Rн = 8 Ом.

Пиковый ток нагрузки:

Iн = Uвых / Rн = 5*√2 / 8 = 0,8838 А,

где Uвых=5*√2.

Выходная мощность данного усилителя:

Umax = 5В

Uэфф = ≈ 3.5В



≈ 1.5Вт

Мощные транзисторы обладают малым коэффициентом усиления, поэтому чтобы усилить сигнал с выхода операционного усилителя для обеспечения минимума в 5 В на нагрузке в 8 Ом, выходной усилительный каскад выполнен на составных транзисторах, составленных один по схеме Дарлингтона (КТ503В и КТ817) и второй комплементарный первому, составленный по схеме Шиклаи (КТ502В и КТ817).

Сопротивление R1 известно и равно 10кОм. Емкость C1 включена для блокировки постоянной составляющей входных токов операционного усилителя. Ее значение вычисляется по следующей формуле:

Операционный усилитель К140Уд10 обладает . Для компенсации на вход усилителя подключена соответствующая схема балансировки R5-R6

Появлению уровня на выходе операционного усилителя способствуют токи сдвига операционного усилителя : проходя через сопротивление источника сигнала, они вызывают падение напряжения, которое, в свою очередь, вызывает появление на выходе напряжения отличного от нуля. Для его устранения была применена схема балансировки R5-R6

Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

8

С помощью диодов D1 и D2 и сопротивлений R7 и R8 обеспечивается принудительная подача напряжения на базы транзисторов для снижения искажений при переходе полезного сигнала из одной полярности в другую полярность.



Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

10

Список литературы



1. У. Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника. М. 1982.

2. П. Хорвиц, У. Хилл. Искусство схемотехники, т. 1 и т.2. М. 1986.

3. В. В. Орлов. Применение операционных усилителей в радио-любительских конструкциях. М. 1990.

4. Ю. А. Мячин. 180 аналоговых микросхем. М. 1993.


+6В
Изм.


Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

11

Приложение 1.


X1

-6В

Цепь


Контакт

Вх

1






+6В
2

+6В



-6В
3

-6В



С2

С3

С4

С5

Общ.
4

5



Вых

6

Изм.



Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

12

Приложение 2

Обозначение

Наименование

Количество

Примечание

1

ОУ К140УД10

1




2

Резистор CF25(C1 -4)

7




3

Конденсатор К10-17А М47

6




4

Транзистор КТ817

2




5

Транзистор КТ502В

1




6

Транзистор КТ502Б

1




7

Диод Д104

2






Смотрите также:
«Усилитель мощности низкой частоты на операционном усилителе»
104.52kb.
Линейный усилитель
10.26kb.
Комплекс технических средств системы оповещения «Октава» Усилитель линейный «Октава-80Б»
63.65kb.
Основные отрасли экономики Саксонии-Ангальт + информация о некоторых компаниях
66.89kb.
От чего зависит громкость звука? А. От частоты колебаний; Б. От амплитуды колебаний; В. От частоты и от амплитуды; Г. От длины звуковой волны. Период свободных электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре при уменьшении индуктивности
61.62kb.
Расход топлива, при 50% нагрузке, л/ч 7
20.58kb.
У видеосигнала должны быть хорошие ''родители''
132.8kb.
Компактные инверторные источники малой, средней и высокой мощности для ручной дуговой сварки штучным электродом (mma)
276.45kb.
Спецификация
46kb.
5. Защита от ионизирующих излучений
162.64kb.
Совсем скоро на рынке появится новая видеокарта с выдающимся соотношением цены и производительности
33.43kb.
Первоочередные мероприятия по строительству и реконструкции электроэнергетических объектов в Ленинградской энергосистеме
76.04kb.