Расчет усилителя звуковой частоты

Длительность технологического цикла
Расчет длительности производственного цикла с построением графика и оформлением решения в Word.

В зависимости от типа усиливаемого параметра усилительные устройства делятся на усилители тока, напряжения и мощности.

В данном курсовом проекте решается задача проектирования усилителя мощности (УМ) на основе операционного усилителя (ОУ). В задачу входит выбор типа электронных компонентов, входящих в

состав устройства, с предусмотрением защиты выходного каскада и внешней коррекции напряжения смещения нуля.

Выбор активных и пассивных элементов является важным этапом в обеспечении высокой надежности и устойчивости работы схемы.

Для разработки данного усилителя мощности следует произвести предварительный расчёт и оценить количество и тип основных

элементов. После этого следует выбрать принципиальную схему предварительного усилительного каскада на ОУ и оконечного каскада.

Оптимизация выбора составных компонентов состоит в том, что при проектировании усилителя следует использовать такие элементы, чтобы их параметры обеспечивали максимальную эффективность устройства по заданным характеристикам, а также его экономичность с точки зрения расхода энергии питания и себестоимости входящих в него компонентов.

1. ВЫБОР ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Напряжение источника питания должно удовлетворять условию

Eп ≥ 2*Uвых m + Uнас + Uдоп ,где

Eп ― напряжение источника питания

Uвых m ― амплитуда напряжения сигнала на выходе, рассчитываемая

по формуле

_

Uвых m = √2 *Uвых

Uнас ― коллекторное напряжение, при котором транзистор входит в

режим насыщения (Определяется по справочным данным и

составляет

Uнас = (0,5...2), В)

Uдоп ― запас напряжения, учитывающий температурную

нестабильность каскада (Составляет Uдоп = (3...5), В)

_

Uвых m = √2*6 = 8.49 В

Eп = 2*8.49 + 2 + 5 = 23.98 В

Величину напряжения питания округляем до большего значения и выбираем необходимое из ряда напряжения питания.

Ряд напряжения питания

Eп, В 5 6 9 12 15 24 30 48 100 150

Выбираем напряжение питания равным Eп = 24 В.

2. РАСЧЕТ И ВЫБОР ТРАНЗИСТОРОВ

Для выбора транзисторов необходимо выполнить следующие действия:

Расчет тока на нагрузке

Ток на нагрузке вычисляем по формуле

Iн = Uвых /Rн ,где

Iн ― ток, протекающий через нагрузку

Uвых― выходное напряжение

Rн ― сопротивление нагрузки

Определяем максимальную амплитуду выходного тока

_

Iвых m = √2* Iн

_

Iвых m = √2*0.067 = 0.095 А

2.2 Расчет мощности, рассеиваемой на нагрузке

Мощность, рассеиваемая на нагрузке, определяется по формуле

Pн = Iн * Uвых

Pн = 0.067*6 = 0.4 Вт

Максимальную амплитуду мощности, рассеиваемой на нагрузке, находим следующим образом

Pн m = Iвых m* Uвых m

Pн m = 0.095*8.49 = 0.81 Вт

2.3 Расчет мощности, рассеиваемой на транзисторе

Определяем мощность, рассеиваемую на транзисторе, учитывая схему защиты по току выходного каскада в режиме короткого

замыкания

Pтр max защ = Eп * Iогр ,где

Iогр ― ток ограничения в схеме защиты,составляющий

Iогр = (1.1...1.3)Iвых m

Iогр = 1.2 * 0.095 = 0.114 А

Pтр max защ = 24*0.114 = 2.736 Вт

2.4 Выбор транзисторов оконечного каскада

Выбираем транзисторы оконечного каскада, учитывая следующие параметры:

Pк max ≥ Pтр max защ

Iк max≥ Iвых m

Uкэ ≥ 2*Eп

Pк max ≥ 2.376 Вт

Iк max ≥ 0.095 А

Uкэ ≥ 48 В

В оконечном каскаде выберем транзисторы

VT1 ― n-p-n проводимости ― КТ815Б

VT2 ― p-n-p проводимости ― КТ814Б

Параметры транзисторов показаны в приложении А.

Входной ток транзистора VT1(VT2) найдем, учитывая его коэффициент передачи тока h21э = 40

I1(2)вх m = I вых m/h21э

I1(2)вх m = 0.095/40 = 0.0024 А