Расчет усилителя мощности

Приложение 1.docx

Расчет площади радиатора мощных транзисторов
Максимальная температура коллекторного перехода в условиях эксплуатации
Максимально возможная температура окружающей среды
Максимальная мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора
Тепловое сопротивление между кристаллом транзистора и окружающей средой
Максимальная мощность рассеиваемая транзистором без радиатора
Находим мощность рассеиваемую на коллекторе транзистора
Поскольку выполняется условие Pк Pкmax транзистор может использоваться без радиатора.

АЧХ.doc

Амплитудно-частотная характеристика усилительного каскада
Все расчеты выполнены в программе Multisim 11

selivan.pdf

Утверждено Редакционно-издательским советом университета
Доктор технических наук профессор
Расчет и анализ усилительных устройств на транзисторах: Метод. указ. Сост. З.М. Селиванова Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та 2003. 24 с.
Представлены методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Общая
электротехника и электроника» в которых приводится методика расчета и анализа характеристик
многокаскадных усилителей переменного тока на биполярных транзисторах.
Методические указания по курсовому проектированию предназначены для студентов дневного и заочного отделений специальности 2008.
Тамбовский государственный
технический университет (ТГТУ)
Министерство образования Российской Федерации
Тамбовский государственный технический университет
УСИЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
Методические указания по курсовому
проектированию для студентов 2 3 курсов
дневной и заочной форм обучения
Методические указания
Составитель СЕЛИВАНОВА Зоя Михайловна
Редактор Т. М. Федченко
Компьютерное макетирование М. А. Филатовой
Подписано в печать 05.02.2003
Формат 60 × 84 16. Бумага газетная. Печать офсетная.
Гарнитура Т 141 уч.-изд. л.
Тираж 100 экз. С. 80
Издательско-полиграфический центр
Тамбовского государственного технического университета
2000 Тамбов Советская 106 к. 14
Основной задачей курсового проекта по дисциплине "Общая электротехника и электроника" является приобретение навыков самостоятельного инженерного расчета современных усилителей.
При проектировании усилительных устройств значительное внимание уделяется расчету и анализу
электрических многокаскадных усилителей.
При расчете усилителей первоочередной задачей является проведение сравнительного анализа
схемотехники усилителей аналогичного назначения. Кроме того необходимо учитывать новейшие
достижения усилительной техники и современной элементной базы.
Цель и задачи курсового проектирования
Целью курсового проекта является:
обобщение и закрепление знаний полученных по дисциплине "Общая электротехника и электроника";
расширение знаний студентов о процессах протекающих в электронных средствах и методах их
развитие навыков практического применения теоретических знаний и принятия инженерных
освоение методов расчета усилительных устройств с использованием средств вычислительной
Cодержание и объем курсового проекта
Проект выполняется в соответствии с индивидуальным заданием разработанным руководителем. Вариант задания определяется двумя последними цифрами номера зачетной книжки.
Курсовой проект включает пояснительную записку и графическую часть. Объем пояснительной записки 25 – 30 страниц. Пояснительная записка и графическая часть проекта оформляются
согласно стандарту предприятия "Проекты (работы) дипломные и курсовые". Правила оформления СТП ТГТУ 07-97 изданного в 2002 году.
В соответствии с утвержденным заданием на курсовой проект пояснительная записка включает следующие основные разделы:
схема усилительного каскада с RC-связями;
составление схемы замещения усилительного каскада с RC-связями;
определение передаточных функций усилительного каскада с RC-связями;
построение частотных характеристик многокаскадного усилителя
1 АЧХ и ФЧХ интегрирующей RC-цепи
2 АЧХ и ФЧХ многокаскадного усилителя
расчет трехкаскадного усилителя переменного тока.
Графическая часть проекта выполняется на двух листах ватмана формата А1. На одном листе выполняется принципиальная электрическая и эквивалентная схемы усилительного устройства а на другом – частотные характеристики усилителя.
Обозначение элементов на электрических схемах выполняется согласно ГОСТ-2.701-2.759–68(71).
Перечень элементов к электрической схеме оформляется по ГОСТ-2.701–84 (Прил. А).
МЕТОДИКА РАСЧЕТА И АНАЛИЗА МНОГОКАСКАДНЫХ
УСИЛИТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Многокаскадные усилители применяются в тех случаях когда простейшие однокаскадные усилители не удовлетворяют по тем или иным параметрам:
недостаток и нестабильность усиления;
большие нелинейные искажения;
низкая нагрузочная способность;
минимум выходного напряжения шумов.
Кроме того многокаскадные усилители предназначены для получения больших значений коэффициента усиления. Принцип построения многокаскадных усилителей заключается в последовательном
соединении нескольких одиночных каскадов. При этом решается задача согласования входных и выходных сигналов различных каскадов как по постоянному так и по переменному току.
По виду межкаскадных связей усилители классифицируются на две группы: усилители переменного тока; усилители постоянного тока. К первой группе относятся усилители с трансформаторными и
RC-связями а ко второй – усилители с гальваническими связями.
Особенностью усилителей первой группы является отсутствие между отдельными каскадами связи
по постоянному току. Ввиду этого в каждом отдельном каскаде можно установить наиболее оптимальный режим работы по постоянному току например с точки зрения коэффициента усиления или вносимых искажений. Однако если в этих усилителях входной сигнал кроме переменной содержит и постоянную составляющую то после усилителя информация о постоянной составляющей будет потеряна.
В усилителях с гальваническими связями необходимо согласование сигналов как по постоянному
так и по переменному току. Это накладывает определенные ограничения на выбор режимов работы
транзисторов и в большинстве случаев существенно затрудняет проектирование усилителя. Курсовое
проектирование посвящено усилителям с RC-связями как наиболее совместимым с методами современной технологии.
1 Схема усилительного каскада с RC-связями
При проектировании усилителей переменного тока необходимо правильно выбирать элементы
межкаскадной связи поскольку именно эти элементы в большей степени определяют полосу пропускания усилителя. Основным критерием выбора элементов межкаскадной связи является уровень вносимых частотных искажений. Задачей расчета является обеспечение уровня вносимых искажений не
больше заданного т.е. обеспечение требуемой полосы пропускания усилителя.
Принцип расчета цепей межкаскадных связей одинаков для усилителей как на биполярных транзисторах так и на полевых транзисторах. Поэтому методику их расчета рассмотрим на примере усилителя
на биполярных транзисторах выполненного по схеме с общим эмиттером.
Схема транзисторного каскада с элементами RC-связи приведена на рис. 1. Конденсаторы Cp1 и Cp2
предназначены для разделения режимов отдельных каскадов по постоянному току и называются разделительными. Очевидно что для последующего каскада выходной разделительный конденсатор Cp2 выполняет роль входного.
Конденсатор Сp2 выполняет роль входного. Поэтому для одиночного каскада расчет сводится к выбору разделительного конденсатора Сp1.
Рис. 1 Усилительный каскад с RC-связями
Конденсатор Сэ предназначен для формирования частотной характеристики поэтому его расчет
проводится совместно с расчетом цепей межкаскадной связи.
2 Составление схемы замещения
усилительного каскада с RC-связями
Входная цепь каскада (рис. 1) в области средних частот может быть представлена схемой замещения показанной на рис. 2.
Очевидно что для последующего каскада сопротивление Rс определяется выходным сопротивлением предыдущего каскада
Приведение Rэ к базовой цепи выполнено из условия Rэ = Rэ = Rэh21э а Сэ – из условия постоянства
вносимой этими двумя элементами постоянной времени = RэСэ = RэCэ.
Рассматриваемая схема содержит две реактивности следовательно она описывается дифференциальным уравнением второго порядка и ее передаточная функция имеет второй порядок.
Если выполнять условия о соблюдении свойства однонаправленности передачи сигнала и разнесении постоянных времени характеризующих воздействие отдельных реактивностей на суммарную частотную характеристику то схему приведенную на рис. 2 можно разделить на две независимые цепи первого порядка. Это существенно упрощает расчет усилителя.
Рис. 2 Схема замещения усилительного каскада с RC-связями:
– эквивалентное сопротивление входного делителя по
переменному току; Rэ = h21эRэ – приведенное к базовой цепи сопротивление
резистора Rэ; Сэ = Сэ h21э – приведенное к базовой цепи значение емкости Сэ;
Rс – выходное сопротивление источника входного сигнала;
Rвх = h11э – собственное входное сопротивление транзистора
Рис. 3 Представление схемы замещения рисунка 2 элементарными звеньями
Предположим что указанные выше условия выполняются путем разнесения постоянных времени.
Тогда схему на рис. 2 можно разделить на две самостоятельные цепи показанные на рисунке 3 а б.
Сопротивление R2 на рисунке 3 б представляет выходное сопротивление схемы на рисунке 3 а.
При выполнении условия разнесения постоянных времени для сопротивления Rс справедливо выражение R2 =
3 Определение передаточных функций схем замещения
Передаточные функции для полученных схем замещения имеют соответственно вид
где T11 = Rб Cp1 T12 = (Rc + Rб)Сp1 T21 = Rэ Сэ; T22 =
Справедливость такого разбиения будет соблюдаться при T12 > T21. Вышесказанное представлено
логарифмической амплитудно-частотной характеристикой (ЛАЧХ) рассматриваемого каскада (рис. 4).
Передаточная функция W1(p) в числителе содержит идеальное дифференцирующее звено асимптотическая частотная характеристика которого имеет наклон +20 дБдек. Этот наклон будет сохраняться
от очень низкой (практически нулевой) частоты до частоты определяемой постоянной времени знаменателя 12 = 1T12.
Передаточная функция W2(p) обеспечивает на низких частотах нулевой наклон частотной характеристики а далее для частоты > 21 наклон +20 дБдек. Так как T22 T21 этот наклон будет продолжаться до частоты 22 = 1T22 после которой знаменатель W2(p) позволяет получить асимптоту с наклоном –20 дБдек. Следовательно после = 22 суммарный наклон частотной характеристики второго
21 а это необходимо для достоверности приведенных выражений то суммарную частотную характеристику каскада можно построить простым суммированием обеих полученных характеристик.
Таким образом разделительные и эмиттерные цепи усилительного каскада формируют низкочастотную часть частотной характеристики усилительного каскада и легко могут быть рассчитаны либо по
заданной низкочастотной границе полосы пропускания либо по требуемой величине частотных искажений.
Рис. 4 ЛАЧХ схемы замещения усилительного каскада
При расчете реальных частотонезависимых цепей необходимо помнить что ЛАЧХ усилителя строится в масштабе круговой частоты поэтому если частота пропускания усилителя задана в герцах ее
необходимо перевести в круговую частоту с учетом соотношения = 2f. Кроме того если в усилителе
не предусмотрено формирование высокочастотной части его характеристики то верхняя граница полосы пропускания будет определяться собственными частотными свойствами используемых полупроводниковых приборов.
4 Построение амплитудных и фазовых частотных характеристик
многокаскадного усилителя
На рис. 5 представлена структурная схема транзисторного многокаскадного усилителя с nкаскадами усиления.
В многокаскадном усилителе каждый каскад представлен в виде последовательного соединения
идеального без инерционного усилительного звена с коэффициентом усиления Ki нелинейного элемента НЭ и фильтра нижних частот (ФНЧ) с частотой среза fi (где i = 1 2 3 n – номер каскада). Отдель-
ные каскады охвачены ООС различной глубины Fi = 1 + iKi где i – коэффициент передачи сигнала
цепью ООС. Коэффициент усиления отдельного каскада с учетом местной ООС равен
Рис. 5 Структурная схема транзисторного усилителя с цепями ООС
Коэффициент усиления всего усилителя с учетом общей ООС имеющей коэффициент передачи
где Ао = А1 А2 Аn – коэффициент всего усилителя без влияния общей ООС.
ФНЧ в схеме на рис. 5 приближенно можно считать интегрирующей RC-цепью (рис. 6 а). Их число
как правило соответствует количеству независимых каскадов усиления определяющих форму спада
АЧХ в области высоких частот (ВЧ). Частота среза определяется постоянной времени f c =
Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и фазо-частотная характеристика (ФЧХ) RC-цепи соответственно описывается уравнениями:
(–3 дБ) а набег фазы составляет 45° (4). На рис. 6 б в показаны логарифмические АЧХ и ФЧХ.
При этом считается что Ku = fcf что дает ошибку на частоте fc равную –3дБ. Изменение текущей частоты в десять раз (на декаду) приводит к уменьшению коэффициента передачи также в десять раз (20дБ) то есть скорость высокочастотного спада за частотой среза fc составляет –20дБдек (или –6
дБоктава при изменении частоты в два раза).
ФЧХ RC-цепи описывается тангенсоидой. При логарифмическом масштабе по оси частот отсчет не
может начинаться с нуля поэтому ФЧХ RC-цепи в одинарном логарифмическом масштабе удобно аппроксимировать ломаной линией имеющей скачок –90 на частоте fc. Иногда применяется другая аппроксимация:
В этом случае ФЧХ можно представить тремя отрезками прямых. Изломы асимптотической ФЧХ
соответствуют частотам fc10 и 10fc (рис. 6 г).
В МНОГОКАСКАДНОМ УСИЛИТЕЛЕ СУММАРНАЯ АЧХ ИМЕЕТ НЕСКОЛЬКО ИЗЛОМОВ В СООТВЕТСТВИИ С ПОСТОЯННЫМИ ВРЕМЕНИ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ RC-ЦЕПЕЙ КАЖДАЯ ИЗ КОТОРЫХ УВЕЛИЧИВАЕТ СКОРОСТЬ СПАДА НА 20ДБ (РИС. 7). ДЛЯ ПОВЫR
Рис. 6 Эквивалентная схема усилительного каскада (а)
его логарифмические АЧХ (б) и ФЧХ (в г)
Рис. 7 Формирование ЛАЧХ (а) и ЛФЧХ (б) трехкаскадного усилителя
ШЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГОКАСКАДНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
ОХВАТЫВАЕТСЯ ОБЩЕЙ ООС КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ ЦЕПИ КОТОРОЙ РАВЕН (СМ.
Задание на курсовое проектирование
Рассчитать схему трехкаскадного усилителя переменного тока с RC-связями приведенную на рис.
В приведенной на рис. 8 схеме многокаскадного усилителя переменного тока первый и второй
каскады усиления выполнены по схеме с общим эмиттером при этом в каждом из них использована последовательная ООС по току нагрузки для обеспечения температурной стабилизации режима покоя.
Третий каскад усиления выполнен по схеме эмиттерного повторителя что позволяет уменьшить выходное сопротивление усилителя.
Для формирования высокочастотной части характеристики усилителя использована цепь общей последовательной ООС по выходному напряжению которая увеличивает входное и уменьшает выходное
Рис. 8 Схема трехкаскадного усилителя переменного тока c RC-связями
усилителя. Для введения этой связи эмиттерный резистор транзистора VT1 разбит на два последовательно включенных. Это позволяет в первом каскаде усиления сохранить достаточный коэффициент
усиления по переменному току при требуемой стабильности режима покоя.
Исходные данные для расчета усилителя приведены в табл. 1.
Исходные данные для расчета усилителя
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
В соответствии со своим вариантом который определяется двумя последними цифрами номера
зачетной книжки выписывают исходные данные для расчета из таблицы 1:
Uп = 20 В; Rн = 51 Ом; fн = 20 Гц; fв = 2 10 4 Гц; KuΣ = 100; Um = 7 В.
Рассчитывают каскад на транзисторе VT3. При этом определяют максимальный эмиттерный ток
транзистора VT3 из условия что на рабочей частоте резисторы Rэ3 и Rн включены параллельно:
Iэ3max = 2Umвых(Rэ3 + Rн)(Rэ3 Rн).
Минимальное падение напряжения на резисторе Rк2
URк2 min = Uп – 2Umн – Uбэз – Uкэ2.
Сопротивление резистора Rк2
Rк2 = Urк2 min(h21эз + 1)Iэзmax.
Для обеспечения термостабильности каскада воспользуемся известным соотношением
где Si = 2 5 – коэффициент нестабильности.
Так как для каскада на транзисторе VT3 Rб = Rк2 получаем
Urк2 min(h21эз + 1)Iэзmax = Rэз(Si – 1).
Для выбора типа выходного транзистора допустим что Rн = Rэз. Тогда транзистор должен отвечать
следующим требованиям:
fр > fв = 2 10 4 Гц;
Iк > (Uп – Um)2 Rн = (20 – 7)251 = 331 Вт.
Pк = 10 Вт h21э = 40; fгр = 5 МГц.
Полагая URэ2 = 2 В Si = 5 Uбэз = 08 В с учетом выражения для минимального напряжения на резисторе Rк2 находят
Принимают Rэз = 180 Ом.
Рассчитывают каскад на транзисторе VT2:
Принимают Rк2 = 360 Ом.
Определяют ток покоя транзистора VT2
U п U гэ2 U m U бэ3 20 2 7 08
Rэ2 = Urэ2Iк2п = 228 = 71 Ом.
Принимают Rэ2 = 68 Ом.
Транзистор VT2 должен отвечать следующим требованиям:
Iк max доп > IкпUкэп = 28·7 = 196 мВт.
КТ 503Б со следующими параметрами:
На основе известного расчетного соотношения: Rб = Rэ(Si – 1) получают Rб2 = Rэ2(Si – 1) = 68(5 – 1) =
Тогда (Rбз·Rб4)(Rбз + Rб4) = Rб2;
Uп·Rб4(Rбз + Rб4) = Urэ2 + Uбэ2 = Uб2.
Из приведенных выражений при условии Uбэ = 075 В находят:
0 = 2070 Ом = 2 кОм.
Ток покоя базы транзистора VT2
Iб2п = Iк2пh21э = 2880 = 035 мА.
Ток делителя на резисторах RбзRб4
Iдел = Uп(Rбз + Rб4) = 20(20 + 033) = 858 мА;
Iдел >> Iб2п – отвечает условию независимости выходного напряжения делителя Uб2 от тока базы VT2.
Сопротивление нагрузки каскада на транзисторе VT2
Rн = Rк2(RэзRн)h21эз = 293 Ом.
Коэффициент усиления каскада на транзисторе VT2 без учета действия цепи местной ООС (Rвх =
Кuк = Rн h21эRвх = 293· 80 230 = 1019 = 102.
Сопротивление нагрузки для каскада на транзисторе VT1 по переменному току
Rн2 = 1Rбз + 1Rб4 + 1Rвх = 12 + 1033 + 1023;
Рассчитывают каскад на транзисторе VT1.
Резистор Rк1 определяют из условия
Принимают Rк1 = 1 кОм.
Ток покоя транзистора VT1 в предположении что Uк1 = Uп2 равен
Iк1п = (Uп-Uк1)Rк1 = 10 мА.
Транзистор VT1 выбирают из условий:
Iк max доп > Iк1п Uкэп = 100 мВт.
Этим требованиям удовлетворяет транзистор КТ 315 Б:
Uкэ = 20 В Iк = 100 мА Iк = 150 мВт
h21э = 50 350 fгр = 250 МГц.
Ток покоя базы транзистора VT1
Iб1п = Iкпh21э min = 1050 = 02 мА.
Принимают ток делителя на резисторах Rб1 Rб2 равным
Rб1 + Rб2 = UпIд1 = 20(10 02) = 10 кОм.
Значение Rэ1 = Rэ1 + Rэ находят из условия
Rб = Rэ(Si – 1) в предположении Si = 55 и Uбэ1 = 075В
Rб1·Rб2(Rб1 + Rб2) = Rэ1(S
Uп Rб2(Rб1 + Rб2) = Uбэ1 + IкRэ1.
Решая приведенные уравнения и округляя полученные значения до ближайших из стандартного ряда величин находят Rэ1 = 390 Ом;
(U бэ + I к Rэ1 )( Rб1 + Rб 2 ) (07 + 10 039)10
Принимают Rб2 = 24 кОм; Rб1 = 10 – Rб2 = 10 – 24 = 76 кОм. Принимают Rб1 = 75 кОм.
Для введения общей цепи ООС резистор Rэ1 разделяют в соотношении
Rэ1 = 360 Ом; Rэ1 = 30 Ом.
Тогда коэффициент усиления каскада транзистора VT1 по переменному току
Ku1 = Rн2Rк1Rэ1 = 11230 = 37.
Входное сопротивление усилителя для переменной составляющей находят из условия
Rвх = 1Rб1 + 1Rб2 + 1(h21э1 Rэ1) откуда Rвх = 082 кОм.
Рассчитывают цепи связи и конденсаторы цепи местной ООС.
Расчет конденсаторов схемы выполняют полагая что разделительные и эмиттерные конденсаторы
Cос – значение fв усилителя. Так как усилитель трехкаскадный то для получения требуемого значения
н необходимо чтобы частота среза каждого каскада была равна срн н2. Тогда суммарный коэффициент усиления на частоте н достигнет 3 дБ.
Используя выражения для усилителя с RC-связями получим
R2 = (Rб Rc)(Rб + Rс);
Тогда соответственно получим для каскада на транзисторе VT1:
R2 = Rб1Rб2(Rб1 + Rб2) + h21·Rэ = 332кОм;
(332 + 0360 50) 10 3
Принимаем Сэ1 = 330 мкФ;
Cр1 = 360·330·10-6 3320 = 36·10-6 Ф.
Принимают Ср = 33 мкФ;
Для каскада на транзисторе VT2:
R2 = 1Rб3 + 1Rб4 + 1Rк1
Принимают Сэ2 = 6600 мкФ;
Cр2 = 6600·68220 = 2·103 = 2000 мкФ.
Конденсатор Ср3 выбирают в предположении что выходное сопротивление эмиттерного повторителя равно нулю. Тогда для выходной цепи справедлива передаточная функция W(p) = T1p(T1p + 1)
Отсюда Ср3 = 1срRн = 120·51 = 312 мкФ.
Принимают Ср3 = 330 мкФ
Рассчитывают цепи общей ООС.
Цепь общей ООС имеет передаточную функцию
W(p)оос = K(T1p + 1)(T2p + 1)
T2 = Rос·Rэ1·Сос(Rос + Rэ1).
Для расчета цепи ООС определяют частоты среза для каждого каскада характеризующихся собственными частотными свойствами транзисторов.
Для каскада на VT1: fср1 = 250·106350 = 714 кГц.
Для каскада на VT2: fср2 = 5·106120 = 416 кГц.
Для каскада на VT3: fср3 = 5·10640 = 125 кГц.
Следовательноцепь ООС должна обеспечить спад частотной характеристики в диапазоне частот fн
Суммарный коэффициент усиления усилителя без цепи ООС
KΣ = Ku1·Ku2 = 1019·37 = 377
Требуемый коэффициент усиления KuΣ = 100.
Тогда коэффициент передачи цепи по постоянному току
Отсюда Rос = Rэ1K = 4083 Ом. Принимают Rос = 39 кОм
Принимают Сос = 22 нФ.
(в Rос ) 2 2 10 4 39 10 3
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Опадчий Ю.Ф. Глудкин О. П. Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника. М.: Радио и
Ежов Ю.А. Справочник по схемотехнике усилителей. М.: Радио Софт 2002. 272 с.
Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники. М.: Радио и связь 1990. 512 с.
Зайцев А.А. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности: Справочник. 2-е изд.
Под ред. А.В. Голомедова. М.: Радио и связь КУБК-а 1995. 384 с.
Зайцев А.А. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник 3-е изд. Под ред. А.В. Голомедова. М.: КУБК-а 1995. 640 с.
Полупроводниковые приборы: Справочник Под ред. Н.Н. Горюнова. М.: Энергоатомиздат
Содержание и объем курсового проектирования
Методика расчета и анализа многокаскадных усилителей
Контрольное задание на курсовое проектирование
Методика выполнения задания на курсовое проектирование ..

kurs3.doc

Задание на курсовое проектирование по курсу
«Схемотехника электронных средств»
РАСЧЕТ РЕЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ С RC-СВЯЗЬЮ
Принципиальная схема резисторного усилителя напряжения с RC-связью
Исходные данные для расчета
варианта UmC мВ RC Ом RН Ом UmВЫХ мВ KГ % FН Гц FВ Гц MН MВ
000 3.5 3.3 10 20 750 750 1200 0.7 20 20000 4 3.7

Мет курс проект САЭУ.pdf

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное учреждение высшего профессионального образования
РАДИОТЕХНИКИ ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
СХЕМОТЕХНИКА АНАЛОГОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ
Методические указание по выполнению курсовой работы
Редактор Засовин Э.А.
Рецензенты: Теряев Б.Г.
Настоящие методические указания предназначены для студентов специальности 210201 очно-заочной формы обучения изучающих курс
«Схемотехника радиоэлектронных устройств». В методических указаниях
приведены темы курсовых проектов и примеры решения основных задач
для заданных значений параметров. Изложены требования к оформлению
и защите проектов. Печатаются по решению редакционно-издательского
Московский государственный
нститут радиотехники электро троники и автоматики (техниче ский университет) 2007
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ (ПРОЕКТА)
Обобщение и закрепление знаний полученных по дисциплине:
«Схемотехника аналоговых электронных устройств» (САЭУ).
техническими задачами и современными методами их решения.
Приобретение опыта самостоятельного решения задач поставленных перед студентами.
Приобретение навыков практического применение теоретических
самостоятельного изучения научно-технической литературы
ГОСТов дополнительно к рекомендуе-
мой учебной литературе.
Развитие навыков грамотного изложения технического и литературного материала.
ПОРЯДОК ПОЛУЧЕНИЯ ЗАДАНИЯ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Задание на курсовую работу (проект) студент может получить в
начале 6 семестра. Задание студент получает индивидуально у преподавателя ведущего данную дисциплину в часы консультаций по курсовому
ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ РАБОТ (ПРОЕКТОВ).
На кафедре предлагаются индивидуальные и типовые темы для курсовой работы по САЭУ
исследовательской тематики кафедры и задач курса САЭУ что способствует привлечению студентов для работы в СНО.
Типовые темы соответствуют ряду разделов дисциплины «Схемотехника аналоговых электронных устройств»
Примерный перечень индивидуальных тем курсовых работ
Расчет усилителя низкой частоты.
Расчет усилителя мощности.
Расчет высокочастотного апериодического усилителя.
Расчет резонансного усилителя.
Расчет эмиттерного и истокового повторителя.
Примерный перечень индивидуальных тем курсовых проектов
Расчет и проектирование усилителя низкой частоты.
Расчет и проектирование усилителя мощности.
Расчет и проектирование высокочастотного апериодического усилителя.
Расчет и проектирование резонансного усилителя.
Расчет и проектирование эмиттерного и истокового повторителей.
ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ (ПРОЕКТА)
После утверждения преподавателем задания на курсовую
работу (проект) студент может приступить к ее выполнению и должен работать над ней регулярно.
В процессе работы над заданием студент может получать
консультации в специально отведенные часы.
ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ (ПРОЕКТУ)
В зависимости от характера индивидуальной темы отчетный материал должен содержать:
а) пояснительную записку с изложением цели методов и результата
исследования с графиками на листах А4
б) чертеж формата А2 электрической
Пояснительная записка является обязательным видом отчетности
для любой индивидуальной темы. Другие формы отчетности указываются
в задании выдаваемом руководителем курсовой работы.
1. Содержание пояснительной записки
Содержание пояснительной записки определяется заданием на курсовую работу выданным студенту. Объем работы предусмотренный заданием должен быть выполнен полностью. Кроме того должны быть даны
ответы на вопросы поставленные преподавателем в процессе проверки им
Пояснительная записка должна включать:
) расчетно-пояснительную часть
) библиографический список.
РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ С
БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫМ ВХОДОМ
Усилитель напряжения низкой частоты является предварительным
усилителем сигнала обеспечивающим нормальную работу УМ. В приемных устройствах он усиливает сигнал поступающий от детектора.
Низкочастотный усилитель мощности предназначен для создания
требуемой мощности сигнала в нагрузке. В общем случае нагрузка является комплексной величиной Z н = Rн + jX н где Rн - активное сопротивление
акустического прибора X н - реактивная составляющая которая в обычных
акустических приборах носит индуктивный характер.
При расчете УМ обычно требуется одновременно удовлетворить ряду противоречивых условий:
- наиболее полно использовать усилительные свойства транзистора
- получить хорошую стабильность параметров усилителя и по возможности большой КПД
- обеспечить требуемую полосу пропускания и относительно малые
нелинейные искажения.
Отметим что нелинейные искажения вносимые УНЧ малы по сравнению с нелинейными искажениями вносимыми УМ поэтому их обычно
Ниже дается последовательность расчета усилителя низкой частоты
с бестрансформаторным входом на конкретном примере.
Рассчитать усилитель низкой частоты с бестрансформаторным входом по
Входное напряжение мВ : 50
Выходное напряжение мВ : 90
Полоса рабочих частот Гц : Fн Fв = 250 5000
Коэффициент частотных искажений на нижних и верхних
частотах M н = M в = 1.18
Выходное сопротивление детектора кОм : 2.2
Температура окружающей среды 0 C : t ≤ 40 0C
1. Порядок расчета УНЧ.
1.1. Выбор транзистора.
Определяем требуемое число каскадов предварительного усиления и
значение коэффициента h21Э транзисторов:
Зададим пределы изменения из рис.6.1 (для ГТ310):
h21Э = 20 60 ; Rвх Э = 200 Ом
Рис.6.1. Схема усилителя напряжения низкой частоты (а) и
однотактного усилителя мощности (б).
При n = 1 из (6.5) следует
Предельная частота транзистора
При n > 1 частотные искажения равномерно распределяются по каскадам.
Напряжение источника питания принимаем равным E k = 16 В.
По справочнику выбираем транзистор ГТ310 с h21 Э = 20 40 .
Для расчета берем среднее значение h21 Э = 30 . Граничная частота транзистора
Поскольку требуемая граничная частота усилителя меньше этой выбранный транзистор подходит.
Предельно допустимое напряжение и мощность равны
U кэ макс = 30 В > E k = 16 В
Найдем предельно допустимую
Pк макс 20 0С = 150 мВт
Pк макс = Pк макс t 0 п.0макс окр
где Pк макс t 0 — максимально допустимая мощность рассеиваемая на коллекT
торе транзистора при температуре tT0 указанной в справочнике.
t п0. макс — максимальная температура коллекторного перехода (для германиевых t п0. макс = 85 0C для кремниевых - 150 0C ).
По формуле (6.9) найдем
Pк макс 40 0С = 150 0
1.2. Выбор режима транзистора по постоянному току.
Постоянный ток определяется равенством
где Rн складывается из двух параллельных сопротивлений R4 и Rвх ум
причем R4 >> Rвх ум ( R4 = 1 кОм Rвх ум = 22.25 Ом). Сопротивления R4 = Rк = 1
кОм предварительно задавались при расчете УМ но если нужно уточнить.
Рис.6.2. Характеристика транзистора ГТ310.
а) – базовые б) – коллекторные.
Постоянную составляющую тока коллектора определим по формуле
Напряжение покоя можно при этом определить по формуле
U кэп ≥ U кm + U кэ мин
где U кэ мин — напряжение на коллекторе соответствующее началу прямолинейного участка выходных статических характеристик. Для транзисторов малой мощности U кэ мин = 1 В а для мощных - U кэ мин = 2 В;
Используем статические характеристики транзистора ГТ310 (или другого
выбранного). При I кп = 6 мА мы находимся на характеристике соответствующей I бп = 0.2 мА (рис.6.1) и получаем U кэп = 5 В.
По входной характеристике (рис. 1) определяем
Рассчитаем мощность рассеиваемую на коллекторе
I кп U кэп = 6 5 = 30 мВт
Видим что эта мощность меньше Pк макс 40 С :
мВт Pк макс 40 0С = 103.5 мВт
Определим общее сопротивление транзисторного каскада постоянному току
1.3. Расчет схемы УНЧ по переменному току.
Коэффициент усиления каскада без ООС
Найдем сопротивление резистора R 5 обеспечивающего ООС в УНЧ
Подставим K = 3.35 а K ос = K треб = 1.8 . По формуле (6.14) находим
R4 = 1.83 0.0056 = 1.824 кОм ( 1.8 кОм).
Сопротивления резисторов в цепи базы
E к ( I кп + I бп ) R5 16 (6 + 0.2) 10 3 5.6
= 80 кОм (принимаем 82 кОм).
Общее входное сопротивление УНЧ
R6 [ Rвх э + R5 ( h21Э + 1)]
R6 + Rвх э + R5 (h21Э + 1)
Rвх э + R5 ( h21Э + 1)
R6 >> Rвх э + R5 ( h21Э + 1) . По формуле (6.16) получим
Rвх = Rвх.э + R5 (h21э + 1) = 200 + 5 6 31 = 373 Ом.
1.4. Определение емкости разделительных конденсаторов C2 и C3 .
Распределим поровну частотные искажения в области низких частот
M c 2 = M c 3 = 1.18 = 1.09
Частотные искажения будут меньше заданных если будет выполнено
Fн ( Rвх ум + Rвых ) M c22 1
28 250 (22.25 + 1800) (1.09) 2 1
= 0.885 мкФ ( 1 мкФ)
Так как R4 = Rвых = 1800 Ом ( 1.8 кОм). Rвх ум - входное сопротивление
усилителя мощности если нагрузкой усилителя низкой частоты является
УМ или Rвых усилителя низкой частоты.
Fн ( Rвх + Rвых Д ) M
Здесь принято Rвых Д = R = 2.2 кОм. Тогда
Rвх + Rвых Д = 2.2 + 0.373 = 2.573 кОм
Если Rвых Д неизвестно то полагают Rвых Д = 0 в этом случае C 3 ≥ 3.7 мкФ
(берем 5 мкФ с запасом). Поскольку выбран транзистор с граничной частотой
то можно не проверять значения M в 1.18 на верхних частотах.
В результате проведенных расчетов были получены значения главных характеристик элементов выбранного типа:
Предельная частота транзистора: f h 21 Э ≥ 7.7 кГц
Граничная частота транзистора: f h 21 Э 33 кГц
Предельно допустимое напряжение и мощность равны:
U кэ макс = 30 В > E k = 16 В Pк макс 20 С = 150 мВт
Максимально допустимая мощность рассеиваемая на коллекторе
транзистора при температуре tT0 : Pк макс 40 С = 103.5 мВт
Постоянный ток: I кm = 4 мА
Постоянная составляющая тока коллектора: I кп = 5.8 мА
Коэффициент усиления каскада без ООС: K = 3.35
Требуемый КУ: K треб = 1.8
Общее входное сопротивление УНЧ: Rвх = 373 Ом
Емкости разделительных конденсаторов C2 и C3 равны:
C 2 = 0.885 мкФ ( 1 мкФ) и C 3 = 0.63 мкФ ( 1 мкФ)
РАСЧЕТ ОДНОТАКТНОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ
Приведен примерный расчет однотактного усилителя мощности.
Рассчитать однотактный усилитель мощности в режиме А:
Сопротивление нагрузки Ом : 8
Мощность в нагрузке мВт : 450
Полоса усиливаемых частот Гц : Fн Fв = 250 5000
Коэффициент гармоник: ≤ 10 0
1. Порядок расчета ОУМ.
Рис.7.1. Схема усилителя напряжения низкой частоты (а) и
Исходя из мощности в нагрузке 450 мВт можно выбрать громкоговоритель
ГД – 11 05 ГД – 14 05 ГД – 17 Б
Для этих громкоговорителей сопротивление нагрузки 5 28 8 Ом
Выбираем 05 ГД – 17 Б и Rн = 8 Ом
Выбор транзистора УМ производится по рассеиваемой на коллекторе мощности и предельной частоте усиления.
I кт U кт — амплитуды переменного тока и напряжения коллектора
тр — к.п.д. трансформатора ( тр = 0.7 ).
Мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора определяется по
I кп U кэп — постоянные составляющие коллекторного тока и и напряжения
(ток и напряжение покоя)
к — к.п.д. коллекторной цепи транзистора.
В режиме А для схемы включения транзистора с ОЭ при напряжениях U кэ = (5 10) В значения к находятся в пределах 0.4 0.45 ; при напряжениях U кэ = (1.5 3) В к = (0.25 0.35) . Для нашего случая к = 0.4 и
Чтобы скомпенсировать разброс параметров транзистора в пределах
± (10 20%) вводится коэффициент запаса
По этому значению мощности выбираем транзистор.
Максимально допустимая мощность при повышенной температуре
рассчитывается по формуле
Pк макс = Pк макс t 0
где Pк макс t — максимально допустимая мощность при температуре tT0 ука0
занной в справочнике.
Из условия (7.4) имеем:
Следующим параметром определяющим выбор транзистора является его предельная частота
Это условие обычно удовлетворяется если Fв ≤ 5 кГц.
Условиям (7.5) и (7.6) удовлетворяет низкочастотный транзистор
средней мощности ГТ403A. Параметры транзистора
Pк макс 20 С = 4 Вт U кэ макс = 30 В f h 21э ≥ 8 кГц h21э = 20 60 собственный обрат0
ный ток коллектора I кбо = 50 мкА транзистор p-n-p типа. Выбираем h21э = 40 .
Расчет проводим с помощью коллекторных и базовых характеристик
транзистора ГТ403A. На коллекторных характеристиках целесообразно
нанести характеристику максимально допустимого тока при максимально
допустимой мощности:
при Pк макс = 2.8 Вт.
Тогда из формулы (7.7) получим при U кэ нас = U кэ мин = 1 В и при U кэ макс = 30
В токи I к макс = 2.8 А и I к мин = 0 093 А.
Определяем режим работы транзистора по постоянному току т.е.
положение точки покоя (П) на характеристиках транзистора.
U кэ макс + U кэ мин
Находим напряжение покоя
= 15.5 В принимаем U кэп =13 В
На семействе коллекторных характеристик транзистора отмечают
точку покоя П по которой определяют постоянную составляющую тока
базы I бп 3 мА тогда
I эп = I кп + I бп =123 + 3 =126 мА
Амплитуду переменного коллекторного напряжения найдем по формуле
U кт ≤ U кэп U кэ мин = 13 1 = 12 В.
Амплитуду тока коллектора найдем по формуле
Должно выполняться неравенство
Видим чтов нашем случае оно выполняется.
На коллекторных характеристиках строим динамическую нагрузочную прямую. Для этого от точки покоя вниз откладываем амплитуду
тока I кт а вправо — амплитуду напряжения U кт . Пересечение уровней
I кп I кт и U кэп U кт определяют точку M.
Через точки M и П проводим прямую которая и является динамической нагрузочной прямой.
Пересечение нагрузочной прямой с осью абсцисс должно располагаться левее точки U кэ макс .
Найдем эквивалентное сопротивление коллекторной цепи по переменному току:
По динамической линии нагрузки определяем максимальное и минимальное значения токов базы (т. N и M на рис.7. 2 б).
Рис.7. 2. Базовые (а) и коллекторные (б) характеристики транзистора
ГТ403A совместно с временными диаграммами.
Значения токов базы I БN = 6 мА I БМ = 0.15 мА I БП = 3 мА.
Отмечаем на входной характеристике транзистора при U кэ = 5 В
совпадающей с динамической входной характеристикой и находим напряжения
U БЭN = 280 мВ U БM = 100 мВ U БЭП = 230 мВ.
Вычисляем среднее за период значение амплитуды входного напряжения УМ
U ВХ УМ = U БЭМ ср =
(U БЭМ U БЭN ) = 100 + 280 = 90 мВ
и среднее за период амплитуду тока базы
= 2.3 мА I БП = 3 мА
а также среднее за период входное сопротивление транзистора
Произведем расчет параметров трансформатора.
Требуемый коэффициент трансформации
Найдем сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора:
где c = 1 r2 — приведенное сопротивление вторичной обмотки.
Полагая r1 = r2 = 22 получим c = 1 и
и r2 = r1 n 2 =14.6 0.34 2 1.7 Ом
Индуктивность первичной обмотки малогабаритного (маломощного)
трансформатора находится в пределах L1 = 0.5 2 Гн. Принимаем L1 = 0.5 Гн.
Определяем частотные искажения вносимые трансформатором на
Искажения незначительны поэтому ими можно пренебречь.
Индуктивность рассеяния выходного трансформатора обычно не
превышает значения LS = (0.01 0.02) L1 Гн. Частотными искажениями вносимыми выходным трансформатором на верхней частоте Fв = 5000 Гц
можно пренебречь. Частотные искажения на верхней частоте вносит сам
Произведем расчет резисторов усилителя и напряжение источника
Сопротивление резистора R1 включенного в цепь эмиттера определяется из неравенства
Включение R1 в цепь эмиттера создает отрицательную обратную
связь по постоянному току: при увеличении I эп уменьшается по модулю
U бэп = I дел R2 + I эп R1
и ток I эп стабилизируется..
Из формулы (7.20) R1 ≤ (5 10)
поэтому принимаем R1 =10 Ом.
Напряжение источника питания
Ek = U кэп + I эп R1 + I кп r1 = 13 + 0123 10 + 0123 14 6 16 В
Если в исходных данных задано Eк то из формулы (7.21) можно
найти R1 после чего проверить условие (7.20).
Ток делителя для маломощных транзисторов определяется из условия
I дел ≤ (01 015) I КП .
Используя условия (7.22) и (7.23) получим
I дел ≥ (5 10) I БП = (5 10) 0 003 А = (15 30) мА
I дел ≤ (01 015) I КП = (0.1 0.15) 0123 А = (123 18 5) мА.
Выбираем I дел =15 мА 012 I КП следовательно условие (7.23) удовлетворяется.
I дел + I БП I дел + I БП
Рис. 7.3. Транзисторный каскад; к расчету делителя.
найдем сопротивления делителя:
= 99 Ом (принимаем 100 Ом)
= 805 Ом (принимаем 820 Ом)
Оцениваем коэффициент температурной нестабильности коллекторного тока. По формуле
где N = 1 + RR + RR = 1 + 01 + 820
По формуле (7.26) находим коэффициент температурной нестабильности q ;
а изменение тока коллектора при повышении температуры окружающей
среды от 20 0 C до 40 0 C .
I к = q I кбо = q ( I кбо (40 С ) I кбо (20 С )) = q I кбо (20 С ) (2
Здесь учитывалось соотношение
где A = 2 для германиевых и A = 25 для кремниевых транзисторов при
Подставляя в (7.28) численные значения получим
I к = 8 50 103 (4 1) = 1 2 мА 0 01 I кп
При этом I кп 40 C = I кп + I к = 123 + 1 2 = 124 2 мА.
) = I кбо (tT0 ) A 10
Точка покоя П сместится вверх по нагрузочной прямой.
Определим емкости конденсаторов.
Частотные искажения УМ на нижней частоте определяются емкостью конденсатора C1 шунтирующего резистора R1 емкостью разделительного
конденсатора C2 и индуктивностью первичной обмотки трансформатора
L1 . Частотные искажения вносимые L1 незначительны (формула (7.18)).
Влияние конденсатора C2 на частотные искажения учитываются при
расчете предшествующего каскада — усилителя напряжения поэтому
конденсатор C1 будем рассчитывать из условия M HL1 M C1 ≤ 118 .
Fн ( Rн + Rвх э ) M C21 1
сопротивление предшествующего каскада причем Rвых э — выходное сопротивление транзистора предшествующего каскада (оно относительно велико и его влиянием можно пренебречь) R4 — сопротивление в коллекторной цепи того же транзистора. R4 задается в пределах 05 2 кОм после
расчета предшествующего каскада R4 нужно уточнить. Положим R4 =1
По формуле (7.30) определяем C1
Произведем оценку нелинейных искажений ограничиваясь основными искажениями сигнала только по второй гармонике.
В транзисторе с ОЭ нелинейность входной цепи по второй гармонике частично компенсируется нелинейностью выходной цепи. Нелинейные
искажения выходной цепи по второй гармонике относительно невелики
K Г 2 = K Г 2 вх K Г 2 вых K Г 2 вх =
Выходная цепь при перегрузке УМ создает некоторое искажение
сигнала по третьей гармонике.
Из (рис.7. 2 а) видно что при синусоидальной форме тока сигнала
форма напряжения сигнала на базе оказывается несинусоидальной т. е. искаженной. С другой стороны если к базе приложить синусоидальное напряжение сигнала то форма тока будет несинусоидальная что определяет
нелинейные искажения входной цепи. Коэффициент гармоник K Г 2 вх будет
определяться значениями амплитуд тока положительного и отрицательного полупериодов тока базы. Согласно рис.7. 2 для положительного полупериода сопротивление входа транзистора
Для отрицательного полупериода —
Принимая во внимание сопротивление источника усиливаемых сигналов Rн (см. схему)
Rвх э для положитель ных полупериодов
Rвх э для отрицательных полупериодов
где Rн = 825 Ом (см. формулу (7.31)).
Подставим (7.33) и (7.34) в (7.32) тогда получим
(2 Rн + Rвх э + Rвх э )
Следовательно K Г 2 K Г 2 вх = 6.1 % удовлетворяет исходным данным ( 10% ).
Для уменьшения нелинейных искажений можно увеличить постоянную составляющую тока базы уменьшением сопротивления R3 или увеличением сопротивления R2 . Нелинейные искажения можно уменьшить
уменьшив выходную мощность.
Определим входное сопротивление УМ которое является нагрузкой для усилителя напряжения (УН):
Выбран громкоговоритель: 05 ГД – 17 Б
Выбран транзистор: низкочастотный транзистор средней мощности
Напряжение покоя: U кэп ≤
Эквивалентное сопротивление коллекторной цепи по переменному току:
Значения токов базы: I БN = 6 мА I БМ = 015 мА I БП = 3 мА
Сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора:
r1 = 14 6 Ом и r2 = 1.7 Ом.
Частотные искажения вносимые трансформатором на нижней частоте:
Частотные искажения на верхней частоте вносит сам транзистор:
Коэффициент температурной нестабильности:
Входное сопротивление УМ:
РАСЧЕТ ЭМИТТЕРНОГО И ИСТОКОВОГО ПОВТОРИТЕЛЯ
И ФАЗОИНВЕРСНЫХ КАСКАДОВ
1.Расчет эмиттерного повторителя.
Эмиттерный повторитель (ЭП) широко используется для согласования низкоомной нагрузки с высокоомным выходным сопротивлением
предшествующего транзисторного каскада или любого другого высокоомного источника сигнала.
Рис.8.1. Схема эмиттерного повторителя
Принципиальная схема ЭП изображена на рис.8.1. ЭП можно представить как усилитель с глубокой ООС (Uо.с. = Uвых т. е. g=1) поэтому ко-
эффициент усиления по напряжению такого усилителя
При К>10 получаем Кэп=UвыхUвх 1осуществляется простое повторение сигнала. Отсюда и происходит название схемы «повторитель». Несмотря на это ЭП следует отнести к категории усилительных схем так как
он осуществляет усиление сигнала по току а следовательно и по мощности Ki Kp h21э (при Кэп 1). Входное сопротивление ЭП относительно
велико Rвх Rвх.э +Rн`h21э а выходное — мало. Rвых ЭП ( Rвх.э +Rн`) h21 где Rн`
— эквивалентное выходное сопротивление источника усиливаемого сигнала.
Следует отметить еще одно важное свойство ЭП — относительно малые частотные искажения в области верхних частот. Для низкочастотных
схем при Fв= 10 15 кГц частотные искажения вносимые самим транзистором оказываются ничтожно малыми:
где fh21б fh21эf21э — предельная частота по току эмиттера.
Значительно слабее сказывается и шунтирующее действие емкости нагрузки.
Произведем расчет эмиттерного повторителя согласующего детекторный каскад с однотактным УМ работающим в режиме А по следующим исходным данным: Rи=RвхМ=2225 Ом; Uвых = UвхМ = 009 В; FH—
Fв=250—5000 Гц; Мн=Мв=118; Eк= 16 В; t°окр = +40°С. Выходное сопротивление детектора Rвыx д = 05 кОм.
Производим выбор режима работы транзистора по постоянному току. По формуле (8.1) определяем постоянную составляющую коллекторного напряжения:
U вых + U КЭПмин ≤ U КЭП = 009+1 = 109 В.
Целесообразно принять напряжение UКЭП = -5 В. Определяем амплитуду
тока эмиттера полагая Rэ>>Rн.
I Эт = U вых Rн = 0092225 я 4 мА
По формуле (8.2) постоянная составляющая тока эмиттера
Полагая IКП IЭП находим мощность рассеиваемую коллектором транзистора Rк=Uкэп Iкп=5 6 10-3=30 мВт.
Выбираем маломощный низкочастотный транзистор МП40А: PК макс t
=150 мВт; tТо =+20°С. По формуле (7.5) определяем
Рк макс=100 мВт>Рк=30 мВт. Имеем также UКЭмакс=30 ВEк =16 В;
h21э=30 (среднее значение).
При расчете ЭП используются статические характеристики транзистора
Постоянная составляющая тока коллектора
Iкп = Iэп h21э(h21э+1) =6 3031=58 мА.
Постоянная составляющая тока базы IБП=IЭП—Iкп=02 мА. На рис. 8.2 а
и б отмечаем положение точки покоя П и определяем постоянную составляющую напряжения на базе транзистора U БЭП = 0 224 В и входное сопротивление транзистора Rвх.э= UБЭ IБ = 005022 10-3 = 227 Ом.
Производим расчет элементов схемы определяющих режим транзистора по постоянному току.
Сопротивление резистора в цепи эмиттера
По формуле (8.3) определяем сопротивление резистора в цепи базы:
Входное и выходное сопротивления
R б ( R в х . б + R н' h 2 1 э )
R в х . э + R н' h 2 1 э =227+2225 30 900 Ом; (8.4)
R б + R вх .э + R н h21 э
RвыхЭП = ( Rвх.э + RвыхД ) h21э =72730 24 Ом;
Рис. 8.2. Характеристики транзистора ГТ310А.
а — базовая; б — коллекторные.
Определяем разделительные емкости распределив частотные искажения в области нижних частот следующим образом: МСр2 = 113 МСр1=
5. Если частотные искажения разделить поровну то емкость Ср2 окажется значительно больше емкости Cр1. Используя формулу (8.6) находим:
Fн ( R + RвыхЭп ) М Ср 2 1
28 250(22 25 + 235) 1132 1
По формуле (8.7) рассчитаем
Fн ( RвхЭП + RвыхД ) М
откуда Kэп=UвыхUвх=009012 = 075. Так как UBX=UBыxД то это определяет значение выходного напряжения детектора.
Если в ЭП используется делитель напряжения составленный из резисторов Rб и R1 то их сопротивления рассчитываются по методике изложенной во введении.
На рис.6.1 резистор R1 показан штриховым контуром. При наличии делителя ЭП будет иметь лучшую температурную стабильность однако при
этом несколько уменьшается входное сопротивление и увеличивается расход энергии.
Если в исходных данных не задано напряжение источника питания то
принимают Rэ=(3 5)Rп и определяют Ек= U КЭП + I ЭП Rэ .
При использовании полевого транзистора с общим стоком (ОС) схема
называется «истоковым повторителем» (ИП). ИП целесообразно применять
в устройствах в которых необходимо получить очень большое входное
Рис.8.3. Схема истокового повторителя
На рис. 8.3 изображена простейшая схема ИП на полевом транзисторе
с управляющим р-п переходом и каналом р-типа.
При расчете ИП следует руководствоваться следующими основными
соотношениями: Ес ≤ U CИмакс ; постоянную составляющую находят по формуле (8.9)
при этом должно выполняться условие U СИП + U вых ≤ U СИмакс ; I Ит = U вых Rн'
где Rн' = Rи Rн ( Rи + Rн ) ; постоянную составляющую тока истока определяют
по формуле аналогичной соотношению (2) при этом должно выполняться условие I ИП + I Ит ≤ U СИмакс ; по характеристикам находят напряжение
Uзип соответствующее IИП=IСП и рассчитывают Rи = U3ИПIип; входное сопротивление ИП практически определяется резистором R ≥ 100 кОм выходное сопротивление примерно равно 1S.
(1) U КЭП ≥ U Кт + U КЭмин
Fн ( RвхН + RвыхД ) M C 2 2 1
(51) U СИП ≥ U ЗИотс + U вых + U з
Расчет транзисторного усилителя высокой частоты
1. Разновидности схем приемников
Для нормальной работы детектора (Д) необходимо обеспечить на его
входе достаточно большой уровень радиосигнала (от нескольких десятых
до единиц вольт). Для усиления слабых сигналов (несколько сотен микровольт) наводимых в антенне радиоприемника и передаваемых во входную
цепь (Вх. ц) применяют резонансные и апериодические каскады усиления
высокой частоты (УВЧ).
В приемнике прямого усиления функциональная схема которого
изображена на рис. 9.1 а общий коэффициент усиления каскадов УВЧ
может принимать значения от одной до нескольких тысяч. Однако применение более двух резонансных каскадов УВЧ оказывается нерациональным. В этом случае целесообразнее использовать супергетеродинный метод приема при котором основное усиление сигнала до детектора осуществляется в каскадах настроенных на постоянную промежуточную частоту.
В супергетеродинном приемнике функциональная схема которого
изображена на рис. 9.1 б принимаемые радиосигналы разных частот с помощью
Рис. 9.1 Функциональные схемы приемника прямого усиления (а) супергетеродинного типа (б).
преобразователя (Пр) содержащего маломощный генератор (гетеродин Г)
и смеситель (См) преобразуются в радиосигналы с постоянной для данного приемника промежуточной частотой f пр = 465 кГц (или реже f пр = 115
В приемниках прямого усиления обычно применяют один резонансный (входной) и два-три апериодических каскада УВЧ. В простейшем случае избирательными свойствами наделяется только входная цепь.
При расчете радиоприемника следует иметь в виду что УВЧ УНЧ и
См из-за внутренней обратной связи транзисторов склонны к самовозбуждению причем устойчивость каскадов уменьшается с увеличением коэффициента усиления. Максимальный устойчивый коэффициент усиления
резонансных транзисторных УВЧ можно ориентировочно оценить по формуле (9.1)
где 1 r21Э = g 21Э = S — крутизна транзистора; C12 Э С к — емкость коллекторного перехода; K макс = U КЭт U
— максимальный устойчивый коэффициент
усиления на частоте . Следует обратить внимание на то что K макс определяется отношением U КЭт U
K макс > U вых U вх = K .
а не отношением U вых U вх . В общем случае
При расчете радиоприемника следует ориентироваться на следующие значения усиления отдельных каскадов: для апериодического УВЧ
K ≤ 10 для резонансного УВЧ и смесителя K ≤ 20 для УПЧ K ≤ 30 .
2. Расчет входной цепи приемника.
Входная цепь приемника прямого усиления предназначена для предварительной (а иногда и основной) фильтрации
Рис. 9.2 Схемы входных цепей приемников.
принимаемого сигнала от сигнала соседнего канала т. е. от помех. В транзисторных приемниках обычно используют магнитную антенну (МА) которая одновременно выполняет функцию индуктивности контура входной
цепи Lk Lc Lд (рис. 9.2).
С помощью конденсатора переменной емкости C k производят настройку приемника на частоту принимаемого сигнала. В радиовещании
различают следующие частотные диапазоны: 150 415 кГц — длинноволновый; 525 1606 кГц — средневолновый; 3.95 12.1 МГц — коротковолновый
диапазон. При выбранном значении индуктивности входного контура
Lk = const с помощью конденсатора переменной емкости необходимо обеспечить перекрытие всего частотного диапазона. Коротковолновый диапазон обычно растягивают на несколько поддиапазонов КВ I КВ II КВ III
Произведем расчет элементов входного контура для длинноволнового и средневолнового диапазонов при C k =10 ÷ 490 пФ.
Коэффициент перекрытия частот для длинноволнового и средневолнового диапазонов k д = f макс f
= 415 150 = 2.77; k c = 1605 525 = 3.06 .
Требуемая дополнительная емкость при которой обеспечиваются
перекрытия диапазонов:
С к . макс к д2 С к . мин 490 2.77 2 10
С к . макс к с2 С к . мин 490 3.06 2 10
Эти емкости складываются из емкости монтажа C м = 5 ÷10 пФ междувитковой емкости МА ( Cl =15 ÷ 20 пФ — для длинноволнового и
C l = 5 ÷15 пФ для средневолнового диапазона) пересчитанной в контур
входной емкости транзистора C вх = 2 ÷ 3 пФ и емкости подстроечного конденсатора C п у которого C п. мин = 2 ÷ 4 пФ C п. макс =10 ÷ 60 пФ. Подстроечные
конденсаторы (КПК-М КПК-1 КПК-2 и др.) служат для точного выполнения соотношений (9.2) и (9.3) в процессе отладки схемы. Например
Cдоп.с = CМ + СL + Cвх + СП = 15 + 10 + 2 + 20.2 = 47.2
Индуктивность контура
(2 f мин ) (С к . макс + С доп.д ) 6.28 150 551 10 6
Катушки индуктивности Lc и Lд наматываются на один и тот же
стержень МА. Магнитная антенна имеет относительно высокую добротность Q A =120 .
Произведем расчет элементов связи контура со входом УВЧ.
Если в первом каскаде УВЧ используется транзистор включенный
по схеме с ОЭ то непосредственное подключение малого входного сопротивления каскада УВЧ к контуру приводит к резкому снижению добротности последнего что не позволит получить даже удовлетворительной избирательности. Поэтому приходится ослаблять связь контура со входом каскада УВЧ например применять неполное подключение контура (автотрансформаторную связь рис. 9.2) трансформаторную связь (рис. 9.2 б)
или внешнеемкостную связь (рис. 9.2 в).
Для того чтобы на нижней частоте диапазона полоса пропускания
антенного контура составляла не менее 2 f ≥ f нес. мин Q AЭ =10 кГц эквивалентная добротность антенного контура для длинноволнового диапазона
должна быть равной Q АЭ.д =150 10 =15 и для средневолнового —
Q АЭ.с = 525 10 = 52.5.
Коэффициент подключения контура ко входу схемы находим по
где св — число витков катушки связи; к — число витков катушки контура; Rк. рез = Q А 2 f нес. мин Lк — резонансное сопротивление ненагруженного
контура; RвхВ =1 кОм — входное сопротивление первого каскада УВЧ (задаемся ориентировочно).
При трансформаторной связи (см. рис. 9.2 б) из-за неполного сцепления магнитного потока число витков катушки связи c в следует увеличить на 20 40 % . Требуемую связь устанавливают при отладке схемы приближением или удалением катушки связи от катушки контура надетых на
общий сердечник МА. Итак для длинноволнового диапазона получаем:
Rк . рез.д =120 2 150 103 2050 106 = 225 103 Ом
для средневолнового диапазона
Rк . рез.с =120 2 525 180 10 3 = 63 кОм;
Коэффициенты p вх.д и p вх.с являются коэффициентами передачи
входной цепи. Следовательно при чувствительности рассчитываемого
приемного устройства около 300 мкВ на вход первого каскада УВЧ передается напряжение U вх В = p вх 300 = 43 ÷ 53 мкВ.
Рис. 9.3 Схема апериодического УВЧ.
Чувствительность характеризуется напряжением на входе приемного
устройства (в нашем случае на контуре входной цепи) обеспечивающим
нормальную работу детектора. У современных приемников чувствительность находится в пределах от 50 до 300 мкВ.
2. Расчет апериодических каскадов УВЧ
Схемы апериодических каскадов УВЧ ничем не отличаются от
обычных каскадов УНЧ. На рис. 9.3 приведена принципиальная схема
двухкаскадного апериодического усилителя высокой частоты. В реальном
приемнике таких каскадов может быть от трех до четырех.
Исходные данные для расчета апериодического УВЧ считая что последний каскад работает на диодный детектор следующие: U вых = 0.2 В —
минимальное значение амплитуды выходного напряжения УВЧ обеспечивающего нормальную работу диодного детектора; Rн = RвхД = 200 Ом —
сопротивление нагрузки являющееся входным сопротивлением детектора;
C н = 50 пФ — емкость нагрузки; U вх = 43÷ 53 мкВ — входное напряжение;
f нес. макс = 1605 — максимальная рабочая частота; E K =16 В — общее с УМ
напряжение источника питания.
Производим оценку требуемого количества каскадов. Общий коэффициент усиления
K общ = U вых U вх = 200 0.043 = 4650 .
Коэффициент усиления одиночного апериодического каскада при
котором он устойчиво работает (не самовозбуждается) обычно не превышает 10 поэтому для получения требуемого общего коэффициента усиления нужно иметь как минимум четыре апериодических каскада с коэффициентом усиления K = 4 K общ = 4 4650 = 8.3 .
Производим выбор транзисторов по частоте. Исходя из условия
f h 21Э ≥ f нес. макс = 1605 кГц выбираем транзисторы ГТ309А имеющие параметры: f h 21б =120 МГц f h 21Э = 45 (среднее значение) f h 21Э f h 21б h21Э =120 45 = 2.7
f h 21Э = 2.7 МГц > f нес. макс С к = 5 пФ rб = 50 Ом. В УВЧ можно также использовать транзисторы типа П401 — П403 ГТ301 ГТ308 и др.
Производим выбор режимов работы транзисторов по постоянному
току. Так как в УВЧ амплитуды токов и напряжений относительно невелики то режимы покоя выбирают из условия наилучшей экономичности
U КЭП = 2 ÷ 5 В; I КП =1÷ 3 мА (верхние пределы относятся к последнему каскаду а нижние — ко всем предшествующим). Принимаем для последнего
каскада: U КЭП = 4 В; I КП = 3 мА; I БП I КП h21Э = 3000 45 = 67 мкА. Для всех
предшествующих каскадов: U КЭП = 2 В; I КП =1 мА; I БП =1000 45 = 22 мкА.
Определяем параметры последнего каскада. Входное сопротивление
где 26 I ЭП rЭ — дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода
Ом (ток эмиттера в мА). Входная емкость
здесь постоянная времени тока базы
h 21Э = 1 2 f h 21Э = 1 6.28 2.7 10 6 = 0.059 мкс;
постоянная времени крутизны транзистора
s = h 21Э rб h11Э = 0.059 50 450 = 0.0066 мкс.
Накладываем условие на коэффициент усиления
Сопротивление коллекторной цепи для переменного тока
Коэффициент усиления на максимальной частоте
+ (10 0.0346 10 6 ) 2
где постоянная времени каскада на высокой частоте
В s + (C к h21Э + C н ) Rн = 0.0066 + (5 46 + 50) 100 10 6 = 0.0346 мкс
Определяем параметры первого каскада. Входное сопротивление
где s = 0.059 50 1250 = 0.0022 мкс.
Входная емкость пересчитанная во входной контур
C вх = p вх2 C вх = 0.176 2 45 = 1.4 пФ.
Накладываем условие на коэффициент усиления K макс ≤10 и находим
сопротивление коллекторной цепи для переменного тока:
По формуле (9.8) находим коэффициент усиления на максимальной
частоте учитывая что для всех каскадов УВЧ кроме последнего
B = 0.0022 + (5 46 + 45) 280 10 6 = 0.0792 мкс.
+ (10 7 0.0792 10 6 ) 2
K f макс.общ = 7.9 9.1 = 4500 . Этот результат можно считать вполне удовлетворительным так как чувствительность приемника на частотах близких к f макс
будет меньше заданной на 3%. На большей части средневолнового и на
всем длинноволновом диапазоне чувствительность будет лучше заданной.
Производим расчет элементов УВЧ определяющих его режим по
постоянному току. Выбираем напряжение питания для каскадов УВЧ
E K ≥ U КЭП = 4 В. Принимаем E K = 5 В.
Сопротивление резистора в цепи коллектора последнего каскада
и сопротивление резистора в цепи эмиттера
E K I КП Rк 4 U КЭП 5 0.6 4
Производим проверку условия
Rэ 4 >> Rвх.б = Rвх.э (h21Э + 1) = 450 46 = 9.8 Ом Rэ 4 = 130 Ом.
I дел = (1 ÷ 5) I БП = 0.067 ÷ 0.375 мА принимаем I дел = 0.2 мА и находим:
( I КП + I БП ) Rэ 4 3.067 130
E ( I КП + I БП ) Rэ 4
Пренебрегая шунтирующим действием Rк.б 4 определяем входное сопротивление четвертого каскада УВЧ:
Rб .э 4 + Rвх.э 2 + 0.45
Используя формулы (9.9) — (9.12) производим аналогичный расчет
для третьего каскада УВЧ учитывая что U КЭП = 2 В; I КП =1 мА; I БП = 0.022
м; I дел = 0.1 мА; Rн = 280 Ом.
В результате вычислений получаем: Rк 3 =1.17 кОм (1.2 кОм); Rэ3 =1.75
кОм (1.8 кОм); Rб .э3 =18.5 кОм (18 кОм); Rк .б 3 = 26 кОм (27 кОм) откуда
Аналогично находим для второго каскада учитывая что
Rн 2 = RвхВ 3 = 1.15 кОм; Rк 2 = 370 Ом (0.36 кОм); Rэ 2 = 2.58 кОм (2.7 кОм);
Rб .э 2 = 27.6 кОм (27 кОм); Rк .б 2 = 18.2 кОм (18 кОм); RвхВ 2 =1.15 кОм. Первый
каскад УВЧ идентичен второму.
Производим расчет емкостей конденсаторов УВЧ. Емкости конденсаторов C э 4 = C э3 = C э 2 = C э1 устраняющие ООС в каскадах УВЧ рассчитываются по формуле
где Rвх.б =10 Ом — наименьшее входное сопротивление транзистора (T4) в
схеме с ОБ; f мин =150 кГц — минимальное значение несущей частоты.
Разделительные емкости конденсаторов вычисляются по условию
f мин ( Rвых В + Rвх В ) 6.28 150 10 3 (100 + 200)
где Rвх В = Rвх Д = 200 Ом. Так как ( Rвых В + Rвх В ) для остальных каскадов больше чем четвертого то можно принять C p1 = C p1 = C p 2 = C p 3 = C p 4 = 0.027 мкФ.
Производим расчет фильтра. Учитывая что U ф = E E = 16 5 = 11 В
а I ф = 3 ( I КП + I БП + I дел ) + I КП 4 + I БП 4 + I дел 4 = 3 (1 + 0.122) + 3 + 0.267 = 6.63 мА находим
Rф = U ф I ф = 11 6.63 = 1.6 кОм.
Емкость фильтра находится из условия
f мин Rф 6.28 150 10 3 1.6 10 3
4. Расчет резонансного каскада УВЧ
УВЧ можно сделать резонансным. Нагрузкой его будет перестраиваемый колебательный контур сопряженный по частоте с контуром входной цепи. На рис. 9.4 приведена схема резонансного каскада УВЧ с двойной автотрансформаторной связью.
Произведем расчет контура входной цепи и коллекторного контура
для средневолнового диапазона.
Используем сдвоенный блок конденсатора переменной емкости с
C к =10 ÷ 490 пФ для каждой секции. Каскад собирается на транзисторе
ГТ309А режим по постоянному току принят такой же как и в первом каскаде апериодического УВЧ. Входное сопротивление и входная емкость как
первого (резонансного) так и последующего (апериодического) каскада
взяты из предыдущего расчета RвхВ =1150 Ом; C вх = 45 пФ; выходная емкость
транзистора C вых = С к (h21Э + 1) = 5 46 = 230 пФ. Дополнительные индуктивности
и емкости контуров согласно формулам (9.5) и (9.3) составляют:
Lc = 180 10 6 Г C сх.с = 47.2 пФ.
Для обеспечения требуемой полосы пропускания 2f n =10 кГц на
f нес. мин = 525 кГц при использовании n-одиночных колебательных контуров
полоса пропускания каждого из них должна быть расширена в соответствии с выражением
где 2f n — заданная полоса пропускания для n одиночных контуров; 2f
— полоса пропускания одиночного контура; QЭ — эквивалентная добротность контура.
При n = 2 и 2f n =10 кГц получаем:
Q Аэ = Qкэ = f нес. мин 21 n 1 2f n = 525 0.64 10 = 33.6 .
По формуле (9.6) для входного контура имеем:
Задаваясь добротностью коллекторного контура Qк =100 находим
Rк . рез =100 2 525 180 10 3 = 59.5 кОм а по формуле (9.6) коэффициент подключения контура ко входу последующего каскада
Определяем коэффициент включения контура в коллекторную цепь
транзистора исходя из условия устойчивой работы резонансного каскада
УВЧ что обычно имеет место при K макс = U КЭт U БЭт ≤ 20 .
Рис. 9.4 Зависимость коэффициента усиления резонансного каскада от частоты.
Рис 9.5 Схема резонансного УВЧ.
Наибольшим коэффициентом усиления резонансный каскад обладает
на наивысшей частоте диапазона на который эквивалентное сопротивление контура Rк .э = Qк.э 2 f макс Lк = 33.6 6.28 1.605 180 = 61 кОм. Полагая
= 20 находим требуемое значение сопротивления коллекторной цепи
для переменного тока
K макс Rвх.э 20 1.25
= Rн Rк .э = 0.545 61 = 0.09 .
Используя формулу (9.4) проверяем возможность перекрытия диапазона коллекторным контуром при C доп = 47.2 пФ и C п > 0 . Расчет дает
Cп = Сдоп (CМ + CL + Cвх p12 + Cвых p22 ) = 47 2 (10 + 15 + 45 01952 + 230 0 09 2 )
Действительные коэффициенты усиления каскада УВЧ на максимальной и минимальной частоте диапазона с учетом коэффициентов включения контура:
pвх pвых = 20 0195 0 09 = 43 ;
где Rк . рез 2 f нес. мин Lк = 33 6 6 28 0525 180 = 20 кОм — резонансное сопротивление контура на f нес. мин = 0.525 МГц.
На рис. 9.4 приведена зависимость K f = ( f ) без учета частотных
свойств транзистора. При расчете требуемого числа каскадов очевидно
следует ориентироваться на значение K f мин = 125 . Сильная зависимость
коэффициента усиления от частоты является одним из недостатков приемника прямого усиления.
Аналогично производится расчет контуров для длинноволнового
Добротности контуров
QАэ = Qк .э = 150 0 64 10 = 9 6 .
Коэффициент включения входного контура
Резонансное сопротивление коллекторного контура на f нес. мин =150
кГц при Qк =100 и Lк = 2050 10 6 Г Rк. рез = 100 6.28 0.15 2050 = 190 кОм.
Коэффициент подключения коллекторного контура ко входу последующего каскада
Эквивалентное резонансное сопротивление контура: на максимальной частоте Rк .э = 9.6 6.28 0.415 2050 = 50 кОм; на минимальной частоте
Rк .э = 9.6 6.28 0.15 2050 =18.3 кОм.
Коэффициент включения контура в коллекторную цепь при условии
K макс = 20 ( Rн = 0.545 кОм ) pвых = 0.545 50 = 0.104 .
Действительные коэффициенты усиления на максимальной и минимальной частоте K f макс = 20 0.228 0.104 = 43.7 и K f мин =
Производим расчет элементов определяющих режим транзистора
по постоянному току. Задаваясь значениями E К = 5 В U КЭП = 2 В; I КП =1
мА; I БП = 0.022 мА I дел = 0.1 мА находим сопротивления резисторов
По формулам (9.14) и (9.13) определяем C p1 = C p 2 = 0.027 мкФ C э =1
мкФ. Конденсаторы C1 и C2 (см. рис. 9.5) служат для заземления статорных или роторных пластин блока конденсатора переменной емкости если
они соединены вместе. Они выбираются из условия C1 = C 2 >> C к . макс = 490 пФ.
Принимаем C1 =C 2 = 0.01 мкФ.
Рис. 9.6 Схема однокаскадного усилителя промежуточной частоты с двухконтурным полосовым фильтром.
При регулировке усилителей возникает необходимость совмещения контуров т. е. их резонансных частот при любом повороте роторных пластин.
Это достигается последовательной подстройкой коллекторного контура: на
нижней частоте диапазона с помощью подстроечного конденсатора C п на
верхней частоте с помощью магнитного сердечника катушки Lк .
Защита курсовой работы (проекта)
К защите курсовой работы (проекта) студент допускается
после письменного и устного ответа на все замечания и вопросы сделанные преподавателем при проверке пояснительной записки и чертежей. В
случае положительных ответов преподаватель разрешает защиту.
Сущность защиты состоит в кратком не более 10 мин сообщении студента в котором излагаются:
- обоснование выбора схемы устройства
- изложение полученных результатов
- сравнение рассчитанных показателей и характеристик с
требованиями задания.
Комиссия принимающая защиту курсовых работ состоит из двух
человек один из которых обязательно является руководителем работы
В случае удовлетворительного ответа работа (проект) считается
При неудовлетворительной защите студенту устанавливается дата
повторной защиты не ранее чем 10 дней.
В случае неудовлетворительной повторной защиты существующее положение доводится до сведения декана а студенту может быть
предложено новое задание.
Библиографический список
Павлов В.Н. Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных
устройств. Учебник для вузов 3-е издание. – М.: Горячая линия –
Телеком 2005..– 320 с.
Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника Под ред.
О.П. Глудкина. – М.: Горячая линия – Телеком 2005. – 768 с.
Дополнительная литература
Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники и связи. – М.: Высшая
Каяцкас А.А. Основы радиоэлектроники. – М.: Высшая школа
Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники. – М.: Радио и связь 1985
Берикашвили В.Ш. Черепанов А.К. Электронная техника. – М.:
Академия 2005.- 367 с.
Воробьева Е. Ф. Прозоровский Ю.С. Мировицкий Д.И. Основы радиоэлектроники и радиоэлектронных устройств: Учебн. Пособие
Справочник по учебному проектированию приемно – усилительных
устройствПод ред. М.К. Белкина. –Киев: Высшая школа 1988.
Бобров Н.В. Расчет радиоприемников. – М.: Радио и связь 1992.
Воробьева Е.Ф. Прозоровский Ю.С. Преобразователи спектра для
радиоэлектронных устройств: Учебн. ПособиеМИРЭА. –М.: 1995.
Горшков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств. М.: Радио и связь 1989.
Теряев Б.Г. Попова М.И. «Проектирование и расчет усилителей».М. МИРЭА 2001.
Воробьева Е.Ф. Прозоровский Ю.С. Пантелеев Ю.П. Цветаева В.П.
«Основы радиоэлектроники и радиоэлектронных устройств».Методические указания по выполнению курсовых работ (проектов). М.: 1997 г. 26 с.

Титульный лист (4).doc

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский государственный технический университет радиотехники
электроники и автоматики"
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)
«Схемотехника электронных средств»
Тема курсового проекта (работы) «Расчет усилителя мощности»
Студент группы РФ-1-09 Евменов Е. К.
Руководитель курсового проекта Ст. преподаватель Хмельник Г.И.
Рецензент (при наличии) Доцент к.т.н. Черепанов А.К.
должность звание ученая степень
на выполнение курсового проекта (работы)
по дисциплине ««Схемотехника электронных средств»
Студент Евменов Е. К. Группа РПБ-10
Тема «Расчет усилителя мощности»
Исходные данные: Выходная мощность Вт – 5 Вт; Частотный диапазон Гц –
Коэффициент нелинейных искажений дБ – 1; Коэффициент полезного действия
Амплитудное значение входного напряжения мВ – 5мВ; Сопротивление
источника сигнала Ом - 50 Ом
Сопротивление нагрузки Ом – 8 Ом
Перечень вопросов подлежащих разработке и обязательного графического
Введение. 2. Выбор схемы. 3. Расчет выходного каскада. 4. Расчет
входного каскада. 5. Расчет цепи отрицательной обратной связи. 6. Расчет
разделительного конденсатора. 7. Расчет к.п.д. усилителя. 8. Расчет
площади радиатора мощных транзисторов. Приложения: Расчет усилителя в
пакете Расчет площади радиаторов мощных транзисторов в пакете
Моделирование усилителя мощности в пакете Multisim.
Принципиальная схема усилителя мощности – чертеж формата А3.
Мониторинг процесса выполнения курсового проекта (работы)
№ Этап Работу по Рекомендации Оценка Комментарии
этапакурсового этапу и замечания выполнения руководителя
проекта курсового по этапа курсового
работы проекта этапу курсового проекта
выполнил и (работы) курсового проекта (работы)
представил принял на проекта (работы)
результаты рассмотрение(работы) (в
руководителю дата и выдал соответствии
проекта подпись исполнителю с
(работы) руководителя дата и балльно-рейт
дата и подпись инговой
подпись руководителя системой)
Протокол заседания комиссии по защите курсового проекта
(должность ученая степень ученое звание)
Утверждена распоряжением заведующего кафедрой
(наименование кафедры)
Слушали защиту курсового проекта (работы) «Расчет усилителя мощности»
по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств»
студента группы РПБ-10 Евменова Е. К.
Во время защиты курсового проекта (работы) были заданы следующие
Итоговая (комплексная) оценка выполнения и защиты курсового проекта

Расчет усилителей низкой частоты.pdf

÷ ÷: ÷ ×. × 1997. - 74.
r = h11 - r(h21 + 1)
(R1 R2 R R). ÷ ÷ ÷ ÷ (U I) ÷ ÷ . ÷
E = U + I (R + R ) .
. γ 1 (R >> R) 0 (R >> R)
÷ ÷ ÷ S . S = (2 5)
- S = (4 10). ÷ h21 >> S
(. 1.). U R2 I = (R1+R2)
U + U = R2(R1 + R2) .
R~ = R R ø ÷ (R + R)
R~ = U*I* = mUlUmIlI
I. I. ( ÷ ÷ 1 4 ) ÷ :
÷ I. I. U. U. ÷ ÷ ÷
h11 = r + r(1 + h21)
R. = R h11 = Rh11(R + h11) .
R. = r* R = Rr*(R + r*) .
U ÷ e. ÷ ÷ U = - ih21(R R) e = ih11 ÷
U max = (h21 R)h11 .
(22) (20) U (17) I ( R) ÷
ø ÷ “maximum maximorum”
P = 05UI = 05I R~ = U 2R~
(085 095) ø (035 045). ÷ ÷ ÷ .
= ( + )(R R) - (. = + ).
r = r + (h21 + 1)(r + R R) .
R. = R r R1 R2 [(h21 + 1)(R R)] .
R. = r + (R + r)(h21 + 1) .
÷ ø (20 30)ρ ÷ ÷. R~ ÷
÷ ÷ ÷ ÷ U (. 11.). ÷~
R~ = [r1 + (r2 + R)]n
÷ ÷ VT1 VT2 ÷. ÷ R1 R2 R3 VD1 VD2 ÷ ÷ VD1 VD2 R2.
÷ (. 13.) (÷ ) ÷ . ø ÷
10 ø VT1 VT2 . ÷ ÷ R1 R3
α = arctg(1R) (.15.). ~
P0 = P1 + P2 = 2IE .
P = (P0 P)2 = E (4 - )4R .
. 16. (2) ÷ (4). (3) ÷ ÷÷
(5) ÷ (U I) (U I) ÷ (1).
“” ÷ ÷ . γ ≥ 1 ( + γ) = 0 ÷ ..
(79) “+”. ÷ (80) ÷ ø
(I.min I1 I I2 I.max) ÷
(I.min I1 I I2 I.max). ÷
÷ ÷ ÷ . ÷ I' I" ÷ ÷
h21min h21max. ÷ ÷ ÷ ÷
h21 = √ h21min h21max .
÷ . ÷ h21 ÷ ÷ h21 ø √2 ÷ .
(101). : 315 ÷ = 100 ÷
(h21) 25 = 25 100 = 250.
24 27 30 36 42 50 (ø ÷ ÷).
R7 = (3 5)R ÷ R~2. R7 . 2.1.
U2. ÷ ÷ (IU) ÷ I2. ÷ I2 .
U. ÷ . ÷ I I. ÷ I U.
= 09 VT1 (. . 9 10).
R3 ÷ ÷ ÷ (. 1.7) ÷ ø (15).
(R) F. ÷ ÷ ÷ ; . ÷ .
÷ R1 ÷ ÷ Ki1 (. 16)
= U2 + U2 = U2 + U + U2 .
÷ I2 (58) U2 = U2 + U.
- U2 ÷ I2 I2. ÷ I2 U2
VT1 (111) ÷ ÷ U1 = U2.
÷ R1 R2 (. . 13 16).
÷ ÷ 6 9 12 15 18 21 24 27 30 36 42 50 (ø ÷ ÷).
÷. ÷ : 1.1.; 1.2.; 1.3.
102-68 : “ ×. ÷.” .311400.305.3.
ГОСТ 2.702-75*. Правила выполнения электрических схем.
ГОСТ 2.701-81. Обозначения буквенно-цифровые в электрических
ГОСТ 2.721-74*. Обозначения общего применения.
ГОСТ 2.723-68*. Катушки индуктивности дроссели трансформаторы и
магнитные усилители.
ГОСТ 2.728-74*. Резисторы конденсаторы.
ГОСТ 2.730-73*. Приборы полупроводниковые.
ГОСТ 2.743-82*. Элементы цифровой техники.
ГОСТ 2.750-73*. Электрические связи провода кабели и шины.
ГОСТ 2.755-74*. Устройства коммутационные и контактные соединения.
U I I ÷ ÷ . U ÷ U. ÷ ÷ ÷
Rном [Ом кОм мОм гОм]
-0125 - 11 ±5% 7113-66 .
÷ (-20 +80)%. 50-6 (15 45)% 50-12
(10 35)%. 50-6 ÷ ÷ (.1)
(.2) . 50-12 ÷ ÷ (.1)
: 2.2 ø ÷ ÷ U > . ÷ :
воспроизводимых частот
неравномерностью ± 15 дБ
Нижний предел: 5; 10;
Верхний предел: 16; 18;
; 31; 50; 60; 70; 80 кГц.
Коэффициент общих гармонических
диапазоне от 40Гц до 16кГц
Номинальная выходная
мощность канала на частоте
← . 15.4. KT203 KT203.
. 15.5. KT203 KT203.
24388—80 ( 1079—78).
.—.: ø. ø 1982.—190.
. .. ø.—.: 1972.—184.
÷ . ÷. .. .—.: ø. ø 1987.—335.
÷ .. . .. . — .: 1993.—184.
. . H.H. . —.: 1985.—
. .. .— .: ø. ø 1993.—386.
÷ 14.10.97. 608416. ÷.-.. 45

титульный лист.doc

Форма титульного листа курсового проекта (работы)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский государственный технический университет радиотехники
электроники и автоматики"
(наименование факультета)
(наименование кафедры)
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)
(наименование дисциплины)
Тема курсового проекта (работы)
(наименование темы)
Руководитель курсового проекта Фамилия И.О
должность звание ученая степень
Рецензент (при наличии) Фамилия И.О
защите (подпись студента)
(подпись руководителя)
Форма задания на курсовой проект (работу)
на выполнение курсового проекта (работы)
Перечень вопросов подлежащих разработке и обязательного графического
проект (работу) г. руководителя руководителя
выдал проекта проекта
проект (работу) г. – исполнителя
получил исполнителя проекта
Рекомендуемая форма оборота листа задания на курсовой проект (работу)
Мониторинг процесса выполнения курсового проекта (работы)
№ Этап Работу по Рекомендации Оценка Комментарии
этапакурсового этапу и замечания выполнения руководителя
проекта курсового по этапа курсового
работы проекта этапу курсового проекта
выполнил и (работы) курсового проекта (работы)
представил принял на проекта (работы)
результаты рассмотрение(работы) (в
руководителю дата и выдал соответствии
проекта подпись исполнителю с
(работы) руководителя дата и балльно-рейт
дата и подпись инговой
подпись руководителя системой)
Типовая форма протокола заседания комиссии по защите
курсового проекта (работы)
Протокол заседания комиссии по защите курсового проекта
(должность ученая степень ученое звание)
Утверждена распоряжением заведующего кафедрой
(наименование кафедры)
Слушали защиту курсового проекта (работы)
Во время защиты курсового проекта (работы) были заданы следующие
Итоговая (комплексная) оценка выполнения и защиты курсового проекта

Расчет типового усилителя мощности курсовая работа.doc

Государственное учреждение высшего профессионального образования
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ
Курсовой проект по дисциплине
«Схемотехника аналоговых электронных устройств»
Задание выдал ассистент каф. РТУС Хмельник Г.И.
Задание приняла студентка гр. РФ-1-08 Смурова Н.М.
Доцент Черепанов А.К.
Расчет усилителя мощности.
2 Расчет выходного каскада
3 Расчет входного каскада
4 Расчет цепи отрицательной обратной связи
5 Расчет разделительного конденсатора С1 и резистора R2
6 Расчет КПД усилителя
Расчет площади радиатора мощных транзисторов
Список использованных источников
Рассчитать и спроектировать усилитель низкой частоты с
бестрансформаторным входом по заданным параметрам.
Выходная мощность Вт
Частотный диапазон Гц
Коэффициент частотных искажений дБ
Коэффициент полезного действия %
Амплитудное значение входного напряжения В
Сопротивление источника сигнала Ом
Сопротивление нагрузки Ом
Одной из наиболее важных операций в электронике является усиление. На
базе усилителей построены практически все электронные устройства. Усилители
электрических сигналов классифицируются по ряду признаков: характеру
усиливаемых сигналов; диапазону частот; назначению; электрическим
характеристикам усиливаемого сигнала; типу усилительных (активных)
Простейший анализ процесса усиления позволяет определить ряд требований
предъявляемых к усилительным устройствам:
Форма усиленного сигнала в цепи нагрузки должна совпадать с формой
поданного на вход электрического сигнала. Такое совпадение необходимо в
большинстве усилителей. Искажение формы сигнала на выходе усилителя
усиливающего сигналы от микрофона приведет к тому что в громкоговорителе
стоящем на выходе усилителя появится искажение звука то же будет при
искажении усиленных сигналов в усилителях дальней телефонной связи в
Коэффициент полезного действия должен быть большим. Это необходимо для
того чтобы преобразование энергии источника постоянного тока в энергию
переменного тока повторяющего форму переменного сигнала на входе УЭ
происходило при наименьших допустимых затратах энергии источника
Для того чтобы обеспечить необходимый режим работы усилителя и получить
заданное усиление на его входе включают цепи обеспечивающие подачу
напряжений смещения и входного сигнала а на выходе – нагрузку и цепи
обеспечивающие подачу постоянного напряжения питания на выходные электроды.
Совокупность усилительного элемента с нагрузкой и со всеми дополнительными
элементами обеспечивающими заданный режим работы называют каскадом
усиления. Общее усиление которое требуется получить от усилителя во
многих случаях гораздо больше того которое может обеспечить один каскад.
Отсюда вытекает необходимость включения нескольких каскадов для
получения нужного усиления. Таким образом усилительное устройство состоит
из определенного числа каскадов. При этом выходной усиленный сигнал
предыдущего каскада становится входным сигналом последующего каскада и
получает дополнительное усиление.
Общее число каскадов усилителя определяется требуемым коэффициентом
усиления и тем какое усиление может дать каждый каскад. Источник сигнала
(например микрофон детектор приемника или воспроизводящая головка
магнитофона передающая телевизионная трубка приемная антенна кабельная
линия и т.д.) подключается к входу первого каскада. Потребитель
усиленного сигнала т.е. нагрузка (ею может быть громкоговоритель
кабельная линия кинескоп измерительный прибор и т.д.) подключается к
выходу последнего каскада который называют выходным или оконечным
каскадом. Все каскады до выходного называют каскадами предварительного
Применение трансформаторов в каскадах усиления мощности существенно
увеличивает их массогабаритные и стоимостные показатели в особенности это
относится к интегральным усилительным каскадам которые широко применяются
в измерительно-преобразовательных устройствах. В настоящее время применение
трансформаторных каскадов оправдано лишь при необходимости получения
значения напряжения на нагрузке во много раз превышающего величину
напряжения питания и при необходимости обеспечения гальванической развязки
между входом усилителя и его нагрузкой. Существуют множество различных схем
безтрансформаторных каскадов.
Рассмотрим лишь некоторые схемы позволяющие понять общие принципы их
построения. Усилительные каскады используемые для построения усилителей
мощности бывают двух типов – однотактные и двухтактные. В однотактном
усилительном каскаде обе полуволны входного сигнала усиливаются одним
транзистором работающим в линейном режиме или так называемом режиме А.
К достоинствам схемы однотактного каскада относятся ее простота и
сравнительно малые нелинейные искажения а к недостаткам – низкая
экономичность. Вследствие этого однотактные усилители применяются только
при сравнительно небольших мощностях в нагрузке.
В двухтактном усилителе мощности усиление сигнала происходит за два
такта. В течение одного полупериода входного сигнала усиление
осуществляется одним транзистором другой транзистор в течение этого
полупериода или его части закрыт. При следующем полупериоде входного
сигнала усиление осуществляется вторым транзистором а первый при этом
закрыт. Такая поочередная работа транзисторов позволяет использовать
экономичные режимы В и АВ. В режиме В точка покоя находится в начале ВАХ
при напряжении смещения равном нулю. Нелинейность начального участка
характеристики вызывает нелинейные искажения типа «ступенька». Для
уменьшения нелинейных искажений применяется режим АВ при котором рабочая
точка располагается в начале линейного участка характеристики. Различают
схемы с питанием от двух источников. Выходные каскады усилителей мощности
могут выполняться на транзисторах одного типа проводимости (при этом на
входе должны быть противофазные сигналы) но чаще выполняются на
комплементарных парах транзисторов.
Большинство мощных выходных транзисторов имеет сравнительно небольшой
коэффициент усиления по току ( ≤ 80). Поэтому однокаскадные эмиттерные
повторители могут работать при выходных токах до нескольких сот миллиампер.
Большие коэффициенты усиления по току можно получить включив выходные
транзисторы по схеме Дарлингтона.
Расчет типового усилителя мощности
Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.1
Pвых Вт Δf Гц Ми дБ % Uвх мВ Rн Ом
)Выбор схемы. Выбираем схему усилителя с двухтактным выходным каскадом
на транзисторах с большим коэффициентом усиления включенных по схеме ОК
(рисунок 1.1). Входной каскад построен на ОУ что обеспечивает малый дрейф
нуля. Входной сигнал подается на инвертирующий вход ОУ; отрицательная
обратная связь (ООС) охватывает оба каскада. Сигнал ООС с делителя R1- R3
подается на инвертирующий вход. Оконечный каскад работает в режиме АВ при
этом VD2 а на выходе протекает небольшой ток покоя.
Рис. 1.1 Усилитель мощности
)Расчет выходного каскада. Для подбора мощных транзисторов и их
применения в качестве выходного каскада необходимо рассчитать следующие
где UH max – амплитудное значение напряжения на сопротивлении нагрузки
Напряжение источника питания одной половины выходного каскада при
биполярном питании или половина напряжения общего источника питания
определяется исходя из амплитуды выходного сигнала при этом величина
напряжения питания E выбирается минимум на (2 3)В больше UH max :
Рассчитаем необходимые предельные параметры транзисторов VT1 и VT2:
I H max - максимальный ток протекающий через нагрузку. Приблизительно
равен коллекторному току мощного выходного транзистора: I K max = I H max .
Потребуем не менее чем с 2-х кратным запасом - I K max =5А.
E+ U H max . Потребуем с запасом UКЭ доп=30В.
Pmax – максимальная мощность рассеиваемая одним транзистором выходного
каскада. [pic] Потребуем с запасом PКдоп=20Вт.
На основании рассчитанных выше значений из справочной литературы
производится выбор мощных транзисторов выходного каскада который обычно
осуществляется по следующим параметрам:
-максимальному току коллектора - I K доп ;
-максимально допустимому напряжению между коллектором и эмиттером
транзистора UКЭ доп ;
-максимальной мощности рассеиваемой на коллекторе PКдоп;
-коэффициенту передачи тока в схеме с ОЭ (иное обозначение данного
параметра в системе h - параметров – h21Э );
-предельной (граничной) частоте – fгр.
Транзисторы должны образовывать комплементарную пару то есть иметь
одинаковые параметры. В некоторых случаях необходимо учитывать
температурный диапазон (если он задан). Максимальная величина базового тока
транзисторов выходного каскада необходимая для обеспечения заданной
мощности в нагрузке определяется соотношением:
где min – минимальная величина коэффициента передачи по току.
По рассчитанному значению [pic] по входной характеристике примененного
транзистора определяем максимальное значение напряжения перехода база-
эмиттер UбЭ доп. Отсюда можно определить максимальное напряжение на входе
транзистора оконечного каскада необходимое для обеспечения заданной
мощности в нагрузке:
Входное сопротивление оконечного транзисторного каскада в этом случае
можно определить по выражению:
Установим ток коллектора покоя транзисторов выходного каскада Iкп тогда
ток базы покоя VT1 равен I бп и по выходным характеристикам определяем
необходимое значение Uбэ п.
Как уже было отмечено для уменьшения нелинейных переходных искажений и
температурной стабилизации в плечи промежуточного каскада рекомендуется
вводить диоды. Количество последовательно включенных диодов разность
потенциалов на которых образует удвоенное напряжение смещения Uсм как
правило равняется количеству транзисторов усилителя мощности. Для
гарантированного обеспечения требуемого смещения (учет технологического
разброса значений параметров диодов и транзисторов) может быть включен
дополнительный диод. Выберем ток делителя протекающий через диоды из
соотношения: Iдел > Iк п.
Таким образом получив параметры напряжения смещения и тока из
справочной литературы выберем тип диодов по следующим параметрам:
-величина прямого напряжения Uпр;
-величина прямого тока Iпр(Iпр доп> Iдел);
-максимальная частота fпр.
Величина полного входного сопротивления оконечного усилительного каскада
определяется параллельным соединением RвхVT1 и сопротивления делителя
Rдел(R4 или R5 на рис.1.1).
Величина последнего рассчитывается по формуле:
Необходимо отметить что выходное сопротивление оконечного каскада
является нагрузкой для каскада усилителя напряжения выполняемого на основе
операционных усилителей имеющих четко регламентированные значения
минимально допустимых величин сопротивлений нагрузки. Так для большинства
операционных усилителей общего применения минимальное сопротивление
нагрузки должно быть [pic]2кОм. Поэтому при необходимости увеличения
входного сопротивления целесообразно использовать каскад промежуточного
усиления состоящей из сравнительно маломощных транзисторов также
представляющих собой комплементарную пару или все же выходной каскад
выполнить на составных транзисторах.
)Расчет входного каскада – каскада усиления напряжения на операционных
усилителях. Для выбора и расчета усилительного каскада на операционных
усилителях (ОУ) необходимо учесть несколько факторов:
-полное входное сопротивление выходного каскада усилителя должно
превосходить минимальное сопротивление нагрузки ОУ данное в
справочнике(RвхОК>RНОУ);
-требуемое максимальное входное напряжение оконечного каскада усилителя
мощности с учетом обратной связи должно быть меньше максимального выходного
напряжения ОУ данного в справочнике
-на верхней частоте усиления f в ОУ должен обеспечивать расчетный
коэффициент усиления;
-температурные и другие требования задания должны удовлетворяться.
На основании вышеизложенного из справочной литературы выбирается ОУ с
подходящими параметрами: коэффициент усиления по напряжению КОУ;
максимальное значение выходного напряжения Uвых; минимальное сопротивление
нагрузки или максимальный ток выхода I вых ma
входное сопротивление или выходной ток I см; частота единичного усиления
напряжение источников питания Uп; диапазон рабочих температур T min T
После выбора ОУ производится расчет требуемого коэффициента усиления
всего усилителя мощности:
Uвх max – амплитудное значение входного сигнала (вариант задания).
)Расчет цепи отрицательной обратной связи. Для расчета входного каскада
на ОУ охваченном ООС возможно применение идеализированного выражения:
справедливого при допущении что [pic]. Задав номинал резистора R1
)Расчет разделительного конденсатора С1 и резистора R3. Для того чтобы
не пропустить постоянное напряжение на вход усилителя включается
разделительный конденсатор С1.
Емкость разделительного конденсатора:
RГ – сопротивление источника сигнала;
Rвх – полное входное сопротивление каскада;
Mн – коэффициент частотных искажений обусловленный влиянием
разделительного конденсатора (вариант задания).
Величина полного входного сопротивления определяется параллельным
соединением резистора R3 и входным сопротивлением операционного усилителя.
Входные сопротивления по инвертирующему и неинвертирующему входам должны
быть примерно одинаковы для уменьшения ошибок из-за токов смещения ОУ.
Величина резистора R3 может быть рассчитана исходя из соотношения:
Тогда полное сопротивление каскада равно:
В случае применения нескольких разделительных конденсаторов их влияние
определяется следующим образом:
[pic] или [pic] (в дБ)
то есть заданный коэффициент частотных искажений для всего усилителя должен
быть «разделен» по отдельным конденсаторам.
)Расчет КПД усилителя. Коэффициент полезного действия усилителя
определяется в основном мощностью отбираемой от источника питания
где [pic]- мощность потребляемая всем усилителем.
Таким образом все параметры удовлетворяют заданным условиям.
Все расчеты усилителя мощности произведены в программе MathCAD и
приведены в приложении 1.
Моделирование усилителя мощности произведено в программе Multisim11 и
приведено в приложении 2.
Повышение температуры окружающей среды вызывает существенное изменение
основных параметров и эксплуатационных характеристик транзистора; снижаются
значения допустимой рассеиваемой мощности и предельные значения напряжения
на электродах возрастают обратные токи и снижается коэффициент передачи
При сравнительно небольшой рассеиваемой мощности транзистор может
использоваться без радиатора если выполняется следующее условие:
где [pic]- мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора
[pic]- максимальная мощность рассеиваемая транзистором без теплоотвода Тп
- максимальная температура коллекторного перехода в условиях эксплуатации
Тс – максимально возможная температура окружающей среды RТ - тепловое
сопротивление между кристаллом транзистора и окружающей среды; имеет
размерность градВт; справочный параметр в основном определяется
конструкцией транзистора.
При [pic]>[pic]необходимо использовать теплоотводящий радиатор. Конечно
[pic] не должно превышать [pic] - справочный параметр транзистора
характеризующий предельное значению мощности рассеиваемой на транзисторе с
Конструктивно радиаторы выполняются из пластин меди или алюминия толщиной
-8 мм либо в виде ребристых структур различной конфигурации из тех же
Расчет площади радиатора ведется в следующем порядке:
По вычисленной при электрическом расчете усилителя величине
[pic]находится требуемая величина теплового сопротивления переход -
Определяется максимально допустимое тепловое сопротивление корпус –
где [pic] - тепловое сопротивление переход – корпус транзистора которое
берется из справочника или рассчитывается по следующей формуле:
Рассчитывается площадь радиатора S при естественном охлаждении:
Для улучшения теплоотдачи плоскости радиатора стараются разложить
вертикально и чернят (покрытие должно иметь хорошую теплопроводность). При
необходимости можно использовать охлаждение с помощью вентилятора.
Расчет площади радиатора мощных транзисторов произведен в программе
MathCAD и приведен в приложении 3.
Список используемых источников
Схемотехника электронных средств. Методические указания по
выполнению курсового проекта. А. С. Иванов А. К. Черепанов
Г. И. Хмельник В. П. Цветаева. МИРЭА 2009
Павлов В. Н. Ногин В. Н. Схемотехника аналоговых электронных
устройств.Учебник для вузов 3-е издание. –М.: Горячая линия –
Телеком 2005. – 320 с.
Опадчий Ю. Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроникаПод ред.О. П.
Глудкина.-М.: Горячая линия – Телеком 2005.-768 с.
Нефёдов В. И. Основы радиоэлектроники и связи.-М.:Высшая школа
Каяцкас А. А. Основы радиоэлектроники.-М.: Высшая школа19881990.-
Манаев Е. И. Основы радиоэлектроники.-М.: Радио и связь 19851990.-
Берикашвили В. Ш. Черепанов А. К. Электронная техника.-М.:Академия
Граф Р. Шнитс В. Энциклопедия электронных схем части 123.-
Богачёв В. М. Никифоров В. В. Транзисторные усилители мощности.-
Теряев Б. Г. Попова М. И. проектирование и расчёт усилителей.-
Транзисторы для аппаратуры широкого применения: СправочникПод ред.
Б. Л. Перельмана.-М.:Радио и связь 1981.
Полупроводниковые приборы: диоды тиристоры оптоэлектронные
приборы: СправочникПод ред. Н. Н. Горюнова.-М.:Энергоиздат1981.
Микросхемы и их применение: Справочное пособиеВ. А. Батушев и др.-
М.:Радио и связь 1983.
Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы:Справочное пособиеПод
ред. С. В.Якубовского.-М.: Радио и связь 1985.
Вениаминов В. Н. Лебедев О. Н. Мирошниченко А. И. Микросхемы и их
применение: Справочное пособие.-М.: Радио и связь 1989.
Атаев В. И. Болотников В. А. Аналоговые интегральные микросхемы для
бытовой радиоаппаратуры.-М.: МЭИ 1991.
Горшков Б. И. Элементы радиоэлектронных устройств.-М.: Радио и
Проектирование электронных устройств: учебное пособиеДанилин О.
Е.;Уфимск.гос.авиац.техн.ун-т.-Уфа: УГАТУ 2010 103 с.
В. П. Бабенко Г. И. Изъюрова. ОУ в усилительных устройствах:
Учеб.пособиемоск.гос.ин-т радиотехники электроники и
автоматики(технический университет).-М. 1994.-74 с.
Интегральные микросхемы: Справочник Б. В. Тарабрин Л. Ф. Лунин
Ю.Н. Смирнов и др.; Под ред. Б. В. Тарабрина.-М.: Радио и связь
Резисторы: СправочникВ. В. Дубровский Д. М. Иванов Н. Я.
Пратусевич и др.; Под ред. И. И. Четверткова и В. М. Терехова.- 2-е
изд. перераб. И доп.-М.: Радио и связь 1991.-528 с.
Справочник по электрическим конденсаторам М. Н. Дьяконов В. И.
Карабанов В. И. Присняков и др.; Под общ.ред. И. И. Четверткова и
В. Ф. Смирнова.-М.: Радио и связь 1983.-576 с.
180 аналоговых микросхем (справочник). Ю. А. Мячин.-Изд-во
«Патриот» МП «Символ-Р» и редакция журнала «Радио» 1993.- 152
с. ил. (приложение к журналу «Радио»).
Титше У. Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд. Том 1
:Пер. с нем.- М.:ДМК Пресс 2008.-832 с.

kurs2.doc

Задание на курсовое проектирование по курсу
«Схемотехника электронных средств»
РАСЧЕТ ТРЕХКАСКАДНОГО УСИЛИТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Принципиальная схема трехкаскадного усилителя переменного тока

Титульный лист (2).doc

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский государственный технический университет радиотехники
электроники и автоматики"
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)
«Схемотехника электронных средств»
Тема курсового проекта (работы) «Расчет усилителя мощности»
Студент группы РПБ-1-10 Евменов Е. К.
Руководитель курсового проекта Ст. преподаватель Хмельник Г.И.
Рецензент (при наличии) Доцент к.т.н. Черепанов А.К.
должность звание ученая степень
на выполнение курсового проекта (работы)
по дисциплине ««Схемотехника электронных средств»
Студент Евменов Е. К. Группа РПБ-1-10
Тема «Расчет усилителя мощности»
Исходные данные: Выходная мощность Вт – 5 Вт; Частотный диапазон Гц –
Коэффициент нелинейных искажений дБ – 1; Коэффициент полезного действия
Амплитудное значение входного напряжения мВ – 5мВ; Сопротивление
источника сигнала Ом - 50 Ом
Сопротивление нагрузки Ом – 8 Ом
Перечень вопросов подлежащих разработке и обязательного графического
Введение. 2. Выбор схемы. 3. Расчет выходного каскада. 4. Расчет
входного каскада. 5. Расчет цепи отрицательной обратной связи. 6. Расчет
разделительного конденсатора. 7. Расчет к.п.д. усилителя. 8. Расчет
площади радиатора мощных транзисторов. Приложения: Расчет усилителя в
пакете Расчет площади радиаторов мощных транзисторов в пакете
Моделирование усилителя мощности в пакете Multisim.
Принципиальная схема усилителя мощности – чертеж формата А3.
Мониторинг процесса выполнения курсового проекта (работы)
№ Этап Работу по Рекомендации Оценка Комментарии
этапакурсового этапу и замечания выполнения руководителя
проекта курсового по этапа курсового
работы проекта этапу курсового проекта
выполнил и (работы) курсового проекта (работы)
представил принял на проекта (работы)
результаты рассмотрение(работы) (в
руководителю дата и выдал соответствии
проекта подпись исполнителю с
(работы) руководителя дата и балльно-рейт
дата и подпись инговой
подпись руководителя системой)
Протокол заседания комиссии по защите курсового проекта
(должность ученая степень ученое звание)
Утверждена распоряжением заведующего кафедрой
(наименование кафедры)
Слушали защиту курсового проекта (работы) «Расчет усилителя мощности»
по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств»
студента группы РПБ-10 Евменова Е. К.
Во время защиты курсового проекта (работы) были заданы следующие
Итоговая (комплексная) оценка выполнения и защиты курсового проекта

Титульный лист (3).doc

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский государственный технический университет радиотехники
электроники и автоматики"
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)
«Схемотехника электронных средств»
Тема курсового проекта (работы) «Расчет усилителя мощности»
Студент группы РПБ-1-10 Евменов Е. К.
Руководитель курсового проекта Ст. преподаватель Хмельник Г.И.
Рецензент (при наличии) Доцент к.т.н. Черепанов А.К.
должность звание ученая степень
на выполнение курсового проекта (работы)
по дисциплине ««Схемотехника электронных средств»
Студент Евменов Е. К. Группа РПБ-1-10
Тема «Расчет усилителя мощности»
Исходные данные: Выходная мощность Вт – 5 Вт; Частотный диапазон Гц –
Коэффициент нелинейных искажений дБ – 1; Коэффициент полезного действия
Амплитудное значение входного напряжения мВ – 5мВ; Сопротивление
источника сигнала Ом - 50 Ом
Сопротивление нагрузки Ом – 8 Ом
Перечень вопросов подлежащих разработке и обязательного графического
Введение. 2. Выбор схемы. 3. Расчет выходного каскада. 4. Расчет
входного каскада. 5. Расчет цепи отрицательной обратной связи. 6. Расчет
разделительного конденсатора. 7. Расчет к.п.д. усилителя. 8. Расчет
площади радиатора мощных транзисторов. Приложения: Расчет усилителя в
пакете Расчет площади радиаторов мощных транзисторов в пакете
Моделирование усилителя мощности в пакете Multisim.
Принципиальная схема усилителя мощности – чертеж формата А3.
Мониторинг процесса выполнения курсового проекта (работы)
№ Этап Работу по Рекомендации Оценка Комментарии
этапакурсового этапу и замечания выполнения руководителя
проекта курсового по этапа курсового
работы проекта этапу курсового проекта
выполнил и (работы) курсового проекта (работы)
представил принял на проекта (работы)
результаты рассмотрение(работы) (в
руководителю дата и выдал соответствии
проекта подпись исполнителю с
(работы) руководителя дата и балльно-рейт
дата и подпись инговой
подпись руководителя системой)
Протокол заседания комиссии по защите курсового проекта
(должность ученая степень ученое звание)
Утверждена распоряжением заведующего кафедрой
(наименование кафедры)
Слушали защиту курсового проекта (работы) «Расчет усилителя мощности»
по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств»
студента группы РПБ-1-10 Евменова Е. К.
Во время защиты курсового проекта (работы) были заданы следующие
Итоговая (комплексная) оценка выполнения и защиты курсового проекта

karpovceva.dwg

инстр КурсРаб 2012 6 итог.doc

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский государственный технический университет радиотехники
электроники и автоматики
Система менеджмента качества обучения
Принято впервые 06.04.2012 Введено в действие с 06.04.
ВРЕМЕННАЯ ИНСТРУКЦИЯ
ПО Организации и проведению курсового проектирования
СМКО МИРЭА 7.5.104.И.05-12
1 Настоящая Инструкция по организации и проведению курсового
проектирования (далее – Инструкция) предназначена для профессорско-
преподавательского состава федерального государственного бюджетного
образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Московский государственный технический университет радиотехники
электроники и автоматики» (далее – Университет) и определяет общие
обязательные требования к порядку организации курсового проектирования
выполнения и защиты курсовых проектов и курсовых работ (далее – Работ) в
Кафедры Университета на которых выполняется курсовое проектирование
(выполнение Работ) подготавливают и издают (в том числе в электронном
виде) методические указания по курсовому проектированию для студентов и
слушателей (далее – студентов) содержащие подробные требования к
содержанию объему и оформлению Работ с учетом специфики конкретных курсов
(дисциплин) а также направлений подготовки (специальностей).
2 Курсовое проектирование является формой самостоятельной работы
студентов. Дисциплины по которым выполняются Работы определяются учебными
планами соответствующих основных образовательных программ высшего
профессионального образования (далее – ООП). Работа выполняется в пределах
часов отводимых учебным планом на изучение соответствующей дисциплины.
3 Основной целью курсового проектирования является закрепление
углубление и обобщение знаний полученных студентами за время
предшествующего обучения а также выработка навыков самостоятельного
применения этих знаний для творческого решения конкретных задач.
3.1 Курсовая работа как правило носит теоретический характер а
курсовой проект в обязательном порядке предусматривает выполнение
аналитических расчетов иили разработку конкретных мероприятий и
предложений. Курсовая работа может быть реферативной практической (в том
числе экспериментальной программной) или исследовательской а курсовой
проект - конструкторским или технологическим.
3.2 При разработке учебных планов учитывается что в результате
реализации системы курсовых проектов студенты подготавливаются к решению
более сложной задачи – выполнению выпускной квалификационной работы в
частности выпускная квалификационная работа бакалавра может представлять
собой компиляцию выполненных ранее курсовых проектов иили работ.
4 Работа выполняется лично студентом под руководством преподавателя.
Работа может выполняться группой студентов (как правило не более
трех). В этом случае кафедра самостоятельно определяет форму задания на
Работу в котором для каждого студента определяется конкретная задача (как
часть общей задачи) и ожидаемые результаты.
5 Научным руководителем (руководителем) Работ как правило является
преподаватель ведущий данную дисциплину. Руководителем также может быть
преподаватель ведущий практические занятия или иной преподаватель
соответствующей кафедры.
6 Список примерных (типовых) тем Работ приводится в соответствующем
разделе конкретной ООП с которой студенты должны иметь возможность
ознакомиться до начала изучения дисциплины. Кафедра ежегодно актуализирует
список примерных тем Работ.
Студент имеет право выбора темы Работы из предложенного кафедрой
списка. Студент может предложить свою тему при условии обоснования ее
целесообразности. Темы Работ студентов должны быть определены не позднее
трех недель с начала соответствующего семестра. По обоснованному решению
кафедры данный срок может быть в виде исключения изменен. Закрепление тем
Работ за студентами и назначение руководителей производится распоряжением
заведующего кафедрой (или решением кафедры). Решением кафедры допускается
изменение темы курсового проекта (работы) по личному заявлению студента
согласованному с руководителем и заведующим кафедрой при этом оформляется
новое задание на Работу.
Темы Работ и соответствующие оценки (в соответствии с «Инструкцией о
порядке выдачи государственных документов о высшем профессиональном
образовании изготовления и хранения соответствующих бланков документов»
утвержденной приказом Минобрнауки России от 10 марта 2005 г. № 65) вносятся
в приложение к диплому выдаваемому лицу успешно завершившему обучение по
7 Работа (при условии ее успешной защиты) является одной из форм
отчетности студента по итогам обучения за соответствующий семестр (курс)
свидетельствующей о выполнении учебного плана.
8 Работы подлежат хранению на кафедрах в течение двух лет. Лучшие
Работы представляющие учебно-методическую ценность могут быть
использованы в качестве учебных пособий (с указанием авторства) либо могут
быть представлены на соответствующие конкурсы студенческих работ.
9 Руководство Работами включается в учебную нагрузку преподавателей
рассчитывается в соответствии с Нормами времени по планированию и учету
труда профессорско-преподавательского состава в МИРЭА (СМКО МИРЭА
103.ДП.01) и отражается в индивидуальных планах и отчетах
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К порядку ВЫПОЛНЕНИя И СОДЕРЖАНИЮ
1 Руководитель Работы:
- устанавливает требования к содержанию и объему Работ на основе
методических указаний по курсовому проектированию разработанных на
кафедре и настоящей Инструкции и доводит их до сведения студентов при
выдаче заданий на курсовое проектирование;
- определяет основные направления деятельности студентов по выполнению
Работ в соответствии с заданиями.
2 Общий объем Работы как правило не должен быть менее 15 и не
3 Содержание Работы должно строго соответствовать заданию на ее
4 Подбор литературы по теме курсового проекта (работы)
осуществляется студентом самостоятельно. В обязанности руководителя входит
определение наиболее важных источников которые обязательно должны быть
использованы при выполнении Работы. Студенту должно быть рекомендовано
использовать все источники информации: научно-технические библиотеки
электронно-библиотечные системы и Интернет. Количество используемых
источников при выполнении Работы определяется студентом самостоятельно
(рекомендуемое количество от 5 до 20). Студент обязательно должен
использовать источники изданные в последние 3 года.
5 В обязанности руководителя входит консультирование студента по
вопросам выполнения Работы в соответствии с расписанием утверждаемым
заведующим кафедрой которое вывешивается на информационном стенде кафедры
илии представляется на сайте кафедры не позднее срока утверждения тем
Работ. Руководитель может проводить индивидуальные консультации по
составленному совместно со студентом графику.
6 Работа должен соответствовать следующим требованиям:
– быть выполненной на достаточном теоретическом уровне;
– основываться на результатах самостоятельной работы
– иметь обязательные самостоятельные выводы в заключении
– иметь необходимый объем;
– быть оформленной по стандарту и выполненным в указанные в
7 Работа как правило должна содержать следующие разделы (части):
– задание на выполнение Работы;
– перечень сокращений условных обозначений символов
– заключение (или выводы);
– список использованных источников;
В зависимости от конкретного содержания и особенностей Работ по
определенным учебным дисциплинам по согласованию с руководителем в их
структуру могут не включаться приложения или некоторые другие части
исключение которых не снижает целостности Работы и обоснованности проектных
решений предложений рекомендаций и выводов.
Титульный лист Работы оформляется по установленному образцу
приведенному в приложении 1.
Типовая форма задания на курсовое проектирование (выполнение курсовой
работы) приведена в приложении 2. При большом объеме пунктов 2 и 3 задания
их продолжение переносится на оборотную сторону листа задания.
Для контроля хода выполнения Работы рекомендуется проведение
мониторинга процесса. Соответствующее решение принимается кафедрой. В этом
случае на обороте листа задания (или на отдельном листе который
располагается после листа задания) располагается таблица «Мониторинг
процесса выполнения курсового проекта (работы)» которая заполняется
руководителем и исполнителем проекта (работы) в процессе поэтапного
выполнения проекта (работы) (см. приложение 2).
Реферат курсового проекта (рекомендуемый объем 1-2 стр.) представляет
собой краткое изложение содержания Работы с основными выводами и
рекомендациями (ГОСТ 7.32-2001). В реферате также приводятся данные об
объеме проекта количестве рисунков таблиц приложений использованных
В содержании приводятся наименования структурных частей Работы
разделов и подразделов его основной части с указанием номера страницы с
которой начинается соответствующая часть раздела подраздел.
В перечне сокращений условных обозначений символов единиц и
терминов приводятся используемые в Работе малораспространенные сокращения
условные обозначения символы единицы измерения и специфические термины.
Если в перечне отсутствуют специфические термины или единицы измерения или
условные обозначения то данная часть Работы отсутствует.
Во введении (рекомендуемый объем 1-2 стр.) дается общая характеристика
Работы: обосновывается актуальность выбранной темы; определяется цель
работы и задачи подлежащие решению для её достижения; описываются объект и
предмет исследования используемые методы и информационная база
исследования а также кратко характеризуется структура Работы по разделам.
Основная часть (рекомендуемый объем от 10 до 40 стр.) содержит
материал необходимый для достижения цели Работы и решения поставленных
задач в процессе проектирования. Содержание основной части должно
соответствовать теме указанной в задании и полностью ее раскрывать.
Обязательным для текста Работы является логическая связь между
разделами и последовательное развитие основной темы на протяжении всей
работы самостоятельное изложение материала критический подход к изучаемым
данным проведение необходимого анализа аргументированность выводов
обоснованность предложений и рекомендаций. Также обязательным является
наличие в основной части Работы ссылок на использованные источники.
В заключении (рекомендуемый объем 1-2 стр.) логически последовательно
излагаются теоретические выводы иили практические предложения которые
сформулировал студент в результате выполнения Работы.
Список использованных источников отражает степень охвата материала при
рассмотрении поставленной задачи.
В приложения помещается вспомогательный материал (при его наличии)
который при включении в основную часть работы загромождает текст (таблицы
вспомогательных цифровых данных инструкции методики формы отчетности и
других документов и т.п.).
8 Студент и руководитель несут ответственность за содержательную
часть Работы. Студент несет полную ответственность за самостоятельность
выполнения и достоверность результатов Работы.
1 Работа представляется руководителю в сброшюрованном виде (в папке
со скоросшивателем) (Работа оформленная в соответствии с требованиями –
пояснительная записка).
2 Работа оформляется в соответствии с требованиями ГОСТов (ГОСТ Р 30
– 2003 и др.). В методических указаниях по курсовому проектированию
разрабатываемых кафедрами как правило приводятся конкретные рекомендации
по оформлению текстов таблиц рисунков и т.д. и указываются
соответствующие ГОСТы.
Работа как правило представляется в отпечатанном виде. Допускается
рукописный вариант при этом как правило объем работы увеличивается.
1 Аттестация студентов по результатам выполнения Работ должна быть
проведена до начала экзаменационной сессии.
2 Законченная Работа подписанная студентом представляется
руководителю. Срок сдачи определяется заданием на Работу но как правило
не позднее предпоследней недели учебных занятий в семестре.
2.1 Работа удовлетворяющая предъявляемым требованиям (с
положительным отзывом руководителя (см. подпункт 4.2.2)) допускается к
защите о чем руководитель делает надпись на титульном листе работы.
2.2 Письменный отзыв руководителя должен включать:
– заключение о соответствии Работы теме и заданию;
– оценку качества выполнения Работы;
– оценку полноты разработки поставленных вопросов
теоретической и практической значимости Работы;
– характеристику работы студента;
– рекомендуемую оценку Работы.
Студент – автор Работы имеет право ознакомиться с письменным отзывом
2.3 При наличии в Работе недостатков руководитель имеет право
допустить ее к защите (указав на них в отзыве) или предложить студенту
устранить их. Студент обязан доработать или переработать Работу в срок
установленный руководителем с учетом сущности замечаний и объема
необходимой доработки.
2.4 Руководитель Работы которая по его мнению содержит
существенные недостатки и не может быть доработана не допускает Работу к
защите и проставляет в экзаменационной ведомости студенту
неудовлетворительную оценку.
2.5 Курсовые проекты до защиты рецензируются. Рецензирование
осуществляется преподавателями или приглашенными специалистами. Работа в
законченном виде представляется рецензенту не позднее чем за 3-5 дней до
защиты. Студент – автор Работы имеет право ознакомиться с рецензией до
3 Работа оценивается комиссией. В состав комиссии входит
руководитель Работы и преподаватели кафедры по тематике которой
выполняется курсовой проект. Состав комиссии (не менее двух человек)
формируется заведующим кафедрой и доводится до сведения преподавателей
кафедры и студентов распоряжением по кафедре.
5 Защита Работы как правило состоит в коротком докладе студента
(5–7 минут) и в ответах на вопросы по существу Работы. Вопросы могут
относиться к Работе к объекту на базе которого выполнена Работа к теории
изучаемой дисциплины и т.п.
5.1 Вопросы к студенту заданные во время защиты краткая
характеристика ответов студента и замечания комиссии по существу работы
иили по ответам студента могут быть записаны непосредственно на самой
пояснительной записке. В противном случае комиссией составляется протокол
(приложение 3) в который вносятся вопросы заданные студенту и дается
краткая характеристика его ответов. Протокол хранится вместе с Работой.
6 Формой аттестации студента по Работам является дифференцированный
зачет (зачет с оценкой). Оценка за Работу объявляется непосредственно после
защиты и выставляется в ведомости и зачетной книжке.
7 При защите Работы студент должен показать полученные в процессе
выполнения Работы знания и уметь ответить на вопросы по теме Работы а
также на замечания руководителя. При оценке Работы учитывается как качество
устного ответа студента так и глубина проработки темы умение обосновать
собственное мнение по изученным проблемам качество анализа фактического
материала полученные выводы и рекомендации.
7.1 Работа оценивается по четырехбальной системе (отлично хорошо
удовлетворительно неудовлетворительно).
Оценка «отлично» выставляется если выполнены все следующие условия:
– Работа выполнена в полном соответствии с заданием отличается
глубиной проработки всех разделов содержательной части
пояснительная записка оформлена с соблюдением установленных
– руководитель характеризует деятельность студента положительно (в
частности отмечает его инициативу самостоятельность
систематичность работы на всех этапах ее выполнения);
– в докладе исчерпывающе последовательно четко и логически
правильно изложена суть Работы и ее основные результаты;
– студент свободно владеет теоретическим материалом безошибочно
применяет его при решении задач сформулированных в задании;
– на все вопросы членов комиссии студент дает обстоятельные и
правильные ответы убедительно защищает свою точку зрения.
Оценка «хорошо» выставляется если выполнены все следующие условия:
– Работа выполнена в соответствии с заданием отличается
– руководитель характеризует деятельность студента
положительно возможно с незначительными замечаниями;
– в докладе правильно изложена суть Работы и ее основные
– студент достаточно твердо усвоил теоретический материал и
может применять его самостоятельно и по указанию
– на большинство вопросов членов комиссии студентом даны
правильные ответы студент защищает свою точку зрения
достаточно обоснованно.
Оценка «удовлетворительно» выставляется если выполнено одно из
– Работа выполнена в основном правильно но без необходимой
проработки некоторых разделов;
– в докладе упущены некоторые принципиальные моменты
содержательной части Работы;
– на вопросы членов комиссии студент отвечает неуверенно или
допускает серьезные ошибки неуверенно защищает свою точку
Оценка «неудовлетворительно» выставляется если студент не может
защитить свои решения допускает грубые фактические ошибки при ответах на
поставленные вопросы или вовсе не отвечает на них.
8 Студентам получившим неудовлетворительную оценку за Работу
предоставляется право выбора новой темы Работы или по решению
руководителя переработки прежней темы и определяется новый срок для ее
9 Студент не представивший в установленный срок законченную Работу
или не защитивший ее считается имеющим академическую задолженность.
10 Итоги выполнения Работ анализируются на заседаниях
соответствующих кафедр а по мере необходимости – на заседаниях ученого
ПРОЧИЕ ВОПРОСЫ КУРСОВОГО ПРОЕКТирования
1 Настоящая Инструкция разработана в соответствии с Законом
Российской Федерации «Об образовании» Федеральным законом «О высшем и
послевузовском профессиональном образовании» постановлением Правительства
Российской Федерации от 14.02.2008г. № 71 «Об утверждении типового
положения об образовательном учреждении высшего профессионального
образования (высшем учебном заведении)» нормативными правовыми актами
федеральных органов управления образованием Уставом и локальными актами
2 Все прочие вопросы касающиеся организации и проведения курсового
проектирование в Университете решаются в соответствии с законодательством
об образовании Уставом и локальными актами Университета.
Форма титульного листа курсового проекта (работы)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский государственный технический университет радиотехники
электроники и автоматики"
(наименование факультета)
(наименование кафедры)
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)
(наименование дисциплины)
(наименование темы)
Руководитель курсового проекта Фамилия И.О
должность звание ученая степень
Рецензент (при наличии) Фамилия И.О
защите (подпись студента)
(подпись руководителя)
Форма задания на курсовой проект (работу)
на выполнение курсового проекта (работы)
Перечень вопросов подлежащих разработке и обязательного графического
проект (работу) . руководителя руководителя
выдал проекта проекта
проект (работу) . исполнителя исполнителя
получил проекта проекта
Рекомендуемая форма оборота листа задания на курсовой проект (работу)
Мониторинг процесса выполнения курсового проекта (работы)
№ Этап курсовогоРаботу по Рекомендации иОценка Комментарии
этапапроекта этапу замечания по выполнения руководителя
работы курсового этапу этапа курсового
выполнил и проекта курсового курсового проекта
представил (работы) проекта проекта (работы)
результаты принял на (работы) (работы)
руководителю рассмотрениевыдал (в
проекта дата и исполнителю соответствии
(работы) подпись дата и подписьс
дата и подписьруководителя руководителя балльно-рейт
исполнителя инговой
Типовая форма протокола заседания комиссии по защите
курсового проекта (работы)
Протокол заседания комиссии по защите курсового проекта
(должность ученая степень ученое звание)
Утверждена распоряжением заведующего кафедрой
(наименование кафедры)
Слушали защиту курсового проекта (работы)
Во время защиты курсового проекта (работы) были заданы следующие
Итоговая (комплексная) оценка выполнения и защиты курсового проекта
ВРЕМЕННАЯ ИНСТРУкция по организации и проведению
курсового проектирования
Редакция от 06.04.2012
Первый проректор по учебной работе А.А.Берзин
Проректор председатель В.А. Мордвинов
Учебно-методического совета
Проректор по учебно-методической работе В.Л. Панков
Начальник Учебно-методического О.И. Пугачев

Моделирование усилителя мощности в Multisim11.doc

Моделирование усилителя мощности в пакете Multisim 11
Схема электронной модели усилителя мощности в пакете Multisim 11
Рис. 1. Схема электронной модели усилителя мощности
Осциллограммы напряжений на выходе первого каскада и всего усилителя
показаны на рис. 2 (вверху осциллограмма первого каскада усилителя ниже –
Рис. 2. Осциллограммы напряжений на выходе первого каскада и всего
Схема электронной модели усилителя мощности для снятия АЧХ и ФЧХ
первого каскада показана на рис. 3. Для снятия характеристик используется
инструмент - плоттер Боде.
Рис. 3. Схема электронной модели усилителя мощности для снятия АЧХ и ФЧХ
Результаты работы плоттера Боде показаны на рис. 4.
Рис. 4. Результаты работы плоттера Боде
Графики АЧХ и ФЧХ первого каскада показаны на рис. 5 и 6.
Рис. 5. АЧХ 1-го каскада
Рис. 6. ФЧХ 1-го каскада
Схема электронной модели усилителя мощности для снятия АЧХ и ФЧХ всего
усилителя показана на рис. 7. Для снятия характеристик используется
Рис. 7. Схема электронной модели усилителя мощности для снятия АЧХ и ФЧХ
Результаты работы плоттера Боде показаны на рис. 8.
Рис. 8. Результаты работы плоттера Боде
Графики АЧХ и ФЧХ всего усилителя показаны на рис. 9 и 10.
Рис. 9. АЧХ всего усилителя
Рис. 10. ФЧХ всего усилителя

kurs1.doc

Задание на курсовое проектирование по курсу
«Схемотехника электронных средств»
РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ
Принципиальная схема усилителя мощности
Исходные данные для расчета
Вариант Pвых Вт Δf Гц Ми дБ % Uвх мВ Rн Ом
40 63-16000 4 40 7 8

Чертеж1.dwg

Cхема интегральная аналоговая
Схема интегральная аналоговая