У курсовому проекті на основі вихідних даних розроблені принципова електрична схема; вибраний тип транзисторiв, їх режими роботи на постійному струмі (UK0, ІК0, ІБ0, UБЕ0); розраховано номінали резисторів R1, RK1, RЕ1, R3, R2,R4RЕ2, RK2 і вибрано їх тип; визначено коефіцієнт підсилення за напругою КUППС; складено схему компонування плати і розводку електричної схеми.
Розрахований інтегральний стабілізатор напруги на мікросхемі типу К142ЕН2.
В даний час в усій техніці використовуються різноманітні підсилювальні пристрої. У кожному радіоприймачі, в кожному телевізорі, в комп'ютері і верстаті з числовим програмним управлінням є підсилювальні каскади.
Активним елементом перших підсилювачів була електронна лампа. Такі підсилювачі були громіздкі, споживали багато енергії і швидко виходили з ладу. Тільки у середині минулого століття після довгих наполегливих пошуків і праць нарешті вдалося вперше створити підсилювальний напівпровідниковий прилад, заміняючий електронну лампу. Це важливе відкриття справило великий переворот в радіоелектроніці. Габарити транзисторних підсилювачів стали у декілька разів менше лампових, а споживана потужність - в десятки разів менше. До того ж значно збільшилася надійність.
Але науково-технічний прогрес на цьому не зупинився. З'явилася перша мікросхема. Зараз широко застосовуються підсилювачі, повністю зібрані на мікросхемах і мікрозборках. Практично єдина проблема на сьогодні - це відведення тепла. Оскільки могутні підсилювачі розсіюють велику кількість тепла, необхідно інтенсивно відводити це тепло, що не дозволяє зробити могутні підсилювачі мініатюрними.
Наступним етапом розвитку є технологія поверхневого монтажу кристалів. Вона забезпечує мініатюризацію радіоелектронної апаратури при зростанні її функціональної складності. Навісні компоненти набагато менші, ніж вмонтовані в отвори, що забезпечує вищу щільність монтажу і зменшує масогабаритні показники. Разом з цим для більшої мініатюризації застосовують мікрозборки і гібридні інтегральні схеми.
В даний час багато підсилювачів виконуються на друкарській платі. Застосування друкарської плати дало можливість, в порівнянні з об'ємними конструкціями, збільшити щільність монтажу, надійність, ремонтопридатність, зменшити масу конструкції, розкид параметрів і так далі.
У сучасній техніці широко використовується принцип управління енергією, що дозволяє за допомогою витрати невеликої кількості енергії управляти енергією, але у багато разів більшої. Форма як керованої, так і такої, що управляє енергії може бути будь-який: механічної, електричної, світлової, теплової і т.д.
Окремий випадок управління енергією, при якому процес управління являється плавним і однозначним і керована потужність перевищує ту, що управляє, носить назву посилення потужності або просто посилення; пристрій, здійснюючий таке управління, називають підсилювачем. Дуже широке застосування| в сучасній техніці мають підсилювачі, у яких енергія, що як управляє, так і керована, є електричною енергією. Такі підсилювачі називають підсилювачами електричних сигналів. Джерело електричної енергії, що управляє, від якого підсилюванні електричні коливання поступають на підсилювач, називають джерелом сигналу, а ланцюг підсилювача, в який ці коливання вводяться - вхідним ланцюгом або входом підсилювача. Джерело, від якого підсилювач одержує енергію, що перетворюється їм в посилені електричні коливання, називається основним джерелом живлення. Окрім нього, підсилювач може мати і інші джерела живлення, енергія яких не перетвориться в електричні коливання. Пристрій, що являється споживачем посилених електричних коливань, називають навантаженням підсилювача або просто навантаженням; ланцюг підсилювача, до якого підключається навантаження, називають вихідним ланцюгом або виходом підсилювача.
Підсилювачі електричних сигналів застосовуються в багатьох областях сучасної науки і техніки. Особливо широке застосування підсилювачі мають в радіозв'язку і радіомовленні, радіолокації, радіонавігації, радіопеленгації, телебаченні, звуковому кіно, дротяній телекомунікації, техніці радіовимірів, де вони являються основою побудови всієї апаратури. Окрім вказаних областей техніки, підсилювачі широко застосовуються в телемеханіці, автоматиці, рахунково-вирішальних і обчислювальних пристроях, медичної, музичної і в багатьох інших приладах.
Метою даного курсового проекту є: розрахунок двокаскадного підсилювача постійного струму на біполярних транзисторах і розрахунок стабілізованого блоку живлення постійних напруг компенсаційного типу на інтегральній мікросхемі типу К142ЕН2, побудова і розводка основних елементів схеми.
ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ
Підсилювачі є одним з найпоширеніших електронних пристроїв, застосовуваних у системах автоматики і радіосхемах. Підсилювачі підрозділяються на підсилювачі попередні (підсилювачі напруги) і підсилювачі потужності. Попередні транзисторні підсилювачі, як і лампові, складаються з одного або декількох каскадів посилення. При цьому всі каскади підсилювача мають загальні властивості, розходження між ними може бути тільки кількісне: різні струми, напруги, різні значення резисторів, конденсаторів і т.п..
Для каскадів попереднього підсилювача найбільш поширені резистивные схеми (з реостатно-ємнісним зв'язком). У залежності від способу подачі вхідного сигналу й одержання вихідного сигналу підсилювальні схеми одержали наступні назви:
1) із загальною базою ЗБ (рис. 1, а);
2) із загальним колектором ЗК (эмиттерный повторювач) (рис. 1, б);
3) із загальним эмиттером - ЗЕ (рис. 1, в).
Рис. 1, а
Рис. 1, б
Рис. 1, в
Найбільш розповсюдженої є схема з ЗЕ. Схема з ЗБ у попередніх підсилювачах зустрічається рідко. Эмиттерный повторювач володіє найбільшим із усіх трьох схем вхідним і найменший вихідним опорами, тому його застосовують при роботі з високоомними перетворювачами як перший каскад підсилювача, а також для узгодження з низькоомним навантажувальним резистором. У табл. 1 дається зіставлення різних схем включення транзисторів.
Таблиця 1 – Параметри підсилювачів
Параметри
Із загальною базою (ЗБ)
Із загальним эмиттером (ЗЕ)
Із загальним колектором (ЗK)
Коефіцієнт підсилення по напрузі
30-400
30-1000
< 1
Коефіцієнт підсилення по струму
< 1
10-200
10-200
Коефіцієнт підсилення по потужності
30-400
3000-30000
10-200
Вхідний опір
50-100 Ом
200-2000 Ом
10-500 кОм
Вихідний опір
0,1-0,5 МОм
30-70 кОм
50-100 Ом
Типи підсилювачів
Підсилювачі поділяються на ряд типів за різними ознаками. По ряду підсилюючих сигналів підсилювачі можна розділити на дві групи:
• підсилювачі гармонічних сигналів, що призначені для підсилення передбачених сигналів різної величини та форми, гармонічні складові яких змінюються дуже повільно від тривалості процесів в підсиленнях;
• підсилювачі імпульсних сигналів, що призначені для підсилення непередатних сигналів.
По ширині смуги і абсолютних значеннях підсилювачі частот поділяються на ряд типів :
• підсилювачі постійного струму чи підсилювачі постійно змінюючих напруг та струмів ;
• підсилювачі змінного струму , що підсилюють коливання частоти від нижньої до верхньої частоти коливання ;
• підсилювачі низької частоти, що характеризуються підсиленням гармонічних складових.
Виборчі підсилювачі підсилюють електричні сигнали в дуже вузькій смузі частот.
Для підсилення напруги звукових частот найчастіше використовується каскад з загальним емітером, так як він має більш високі вихідні і більш низькі значення опору з каскадом з загальною базою.
РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
Попереднiй розрахунок підсилювача
Попереднiй розрахунок пiдсилювача полягає у визначенні вiдсутнiх даних, необхiдних для вибору та обгрунтування електричної схеми пiдсилювача.