Технічне завдання проектування УНЧ

Сторінки роботи

зміст роботи

1.1.Технічне завдання проектування УНЧ.

Розробити підсилювач низької частоти з параметрами не гіршими за задані в таблиці:

1.2.Аналіз завдання.

У випадку УНЧ містить такі елементи (див. рис. 1).

Рис.1. Структурна схема УНЧ

- джерело сигналів (ІВ) та навантаження підсилювача (Н);

- кінцевий підсилювальний каскад (ОК), що видає ланцюг навантаження, необхідну вихідну (корисну) потужність;

- передконечний підсилювальний каскад (ПОК), необхідний збудження ОК;

- Попередній підсилювальний каскад (ПУ);

- вхідний пристрій (ВП) узгодження внутрішнього опору джерела сигналів з вхідним опором підсилювача;

- ланцюг негативного зворотного зв'язку (ОС), що застосовується для корекції частотної характеристики УНЧ, зниження рівня нелінійних спотворень та шумів, стабілізації коефіцієнта посилення та вихідних режимів роботи транзисторів;

- пристрій захисту від перевантаження (ПЗ) підсилювача по виходу (входу).

Конкретний УНЧ може містити в повному обсязі елементи, показані на Рис. 1.

Кінцеві каскади підсилювачів забезпечують задану корисну потужність у навантаженні. Їх виконують як за трансформаторною, так і безтрансформаторною схемами. Оскільки транзистори в кінцевих каскадах працюють із сигналами, близькими до гранично допустимих, ці каскади розраховують графо-аналітичним методом по вхідним і вихідним характеристикам.

Транзистори та способи їх включення, схему каскаду та режим роботи вибирають в основному з умовзабезпечення заданої вихідної потужності за допустимих нелінійних спотворень. Сучасні підсилювачі виконують за безтрансформаторними схемами, що дозволяє зменшити габарити, масу вартості та розширити смугу пропускання пристрою.

Так як вихідна потужність у нашому випадку Рвых>> 1, кінцевий каскад будуватимемо за двотактною схемою, режим роботи транзисторів АВ, щоб забезпечити високий ККД і невеликі нелінійні спотворення. Такі схеми виконують на комплементарних транзисторах, що полегшує схемні побудови.

Мал. 2. Схема ОК-ОК двотактного УНЧ. Мал. 3. Схема із квазідодатковою симетрією.

Очевидно, що для зниження рівня нелінійних спотворень плечі каскаду повинні бути симетричні, тобто транзистори щодо навантаження мають бути включені однаково (ОК-ОК, ПРО-ПРО, ОЕ-ОЕ). Найчастіше застосовується схема ОК-ОК (див. рис. 2), т.к. вона забезпечує приблизно таке ж посилення, що і схема із загальною базою, а нелінійні спотворення дещо менше, ніж у схемі із загальним емітером. При такому включенні транзистора схема має найбільший вхідний опір і малу залежність від зміни температури навколишнього середовища. Каскад керується однофазною напругою і не потребує окремого фазоінвертора.

У тих випадках, коли не можна (або важко) підібрати пару потужних транзистори з ідентичними характеристиками, беруть однакові транзистори і роблять складову пару (див. рис. 3). Складовими у цій схемі є пари транзисторів VT3-VT1 та VT4-VT2. Резистори R1 і R2 необхідні збільшення струму спокою транзисторів VT3 і VT4 і стабілізації режиму роботи. Однакові транзистори VT1 ​​і VT2 утворюють вихідний каскад, а транзистори VT3 і VT4 - фазоінверсний. Схема з квазідодатковою симетрією (Рис. 3) знаходить широкезастосування, так як існуючі пари малопотужних транзисторів VT3 та VT4 з різною провідністю здатні керувати вихідними транзисторами VT1 ​​та VT2 практично будь-якої потужності.

До попередніх каскадів посилення відносять вхідний, проміжний і передконечний каскади.

Структура та параметри передконечного каскаду визначаються схемою кінцевого каскаду. Передкінцеві каскади можуть будуватися як за трансформаторними, так і за резистивними схемами. Якщо в підсилювачі кінцевий каскад з послідовним живленням транзисторів та додатковою симетрією, то ПОК доцільно використовувати однотактний резисторний каскад (див. Рис 4.). У цьому зв'язок між каскадами має бути безпосереднім, а транзистор – працювати у режимі А.

Мал. 4. Резисторний каскад (каскад з ОЕ).

Резистори Rб1, Rб2, Rе задають положення робочої точки транзистора. Конденсатори Ср1 та Ср2 – розділові. Вони перешкоджають проходженню постійної напруги. Конденсатор Се – блокувальний.

Резисторні каскади вільні від недоліків каскадів із гальванічним зв'язком; вони не мають дрейфу нуля, що передається на наступний каскад, і без труднощів дозволяють забезпечити необхідну напругу на підсилювальних елементах при живленні багатокаскадного підсилювача від одного джерела. Вони можуть посилювати сигнали в дуже широкій смузі частот, споживають малу потужність живлення, нечутливі до магнітних полів, мають малі габарити, вагу та вартість.

---