Московський ордена Леніна, ордена Жовтневої Революції і ордена Трудового Червоного Прапора
Державний Технічний Університет імені Н.Е. Баумана
Факультет ЕІУК
Кафедра ЕіУ -1 КФ
РОЗРАХУНКОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до курсової роботи по мікросхемотехніка на тему:
"Підсилювач потужності звукової частоти для автомагнітоли "
Калуга
Державний комітет РФ з народної освіти
Московський ордена Леніна, ордена Жовтневої Революції і ордена Трудового Червоного Прапора
Державний Технічний Університет імені Н.Е. Баумана
Факультет ЕІУК
Кафедра ЕІУК - 1 КФ
ЗАВДАННЯ
на курсову роботу
за курсом: Мікросхемотехніка
Студент мутьевимі Л.С.
РПД - 71
Керівник Лоскутов С.А.
Термін виконання проекту за графіком: 20% к_____нед. 40% ______нед., 60% к_____нед., 80% к______нед., 100% к______нед.
Захист проекта______24 декабря____ 2003
Тема проекту: Підсилювач потужності звукової частоти для автомагнітоли
Технічне завдання
Промоделювати схему підсилювача потужності звукової частоти
III. Обсяг і зміст проекту (графічних работ____3___ліста формату А1, розрахунково-пояснювальна записка на __ аркуші формату А4).
Лист 1 - Формат А1 - Схема електрична принципова.
Лист 2 - Формат А1 - Результати моделювання (АЧХ, ФЧХ, коефіцієнт нелінійних спотворень, коефіцієнт гармонік).
Ліст 3 - Формат А1 - Результати моделювання (вхідні та вихідні ВАХ транзисторів).
Керівник проекту
Дата видачі В«8В» ______ сентября_________2004 р.
Додаткове вказівку з проектування
Зміст
Введення
1. Перелік елементів схеми
2. Теоретичні відомості про пристрій
3. Моделювання та аналіз підсилювача потужності
4. Підбір аналогів ЕРЕ і їх параметри
5. Створення моделей транзисторів (в Model Maker)
6. Моделювання УМЗЧ
7. Дослідження характеристик УМЗЧ
8. Знаходження робочих точок транзисторів
9. Побудова вхідних і вихідних ВАХ транзисторів
Висновок
Список літератури
Введення
В даний час в техніці повсюдно використовуються різноманітні підсилювальні пристрої. Куди ми не подивимося - підсилювачі всюди оточують нас. У кожному радіоприймачі, в кожному телевізорі, в комп'ютері і верстаті з числовим програмним управлінням є підсилювальні каскади. Ці пристрої, воістину, є грандіозною винаходом людства. В Залежно від типу підсилюваного параметра підсилювальні пристрої діляться на підсилювачі струму, напруги та потужності. Підсилювач потужності призначений для передачі великих потужностей сигналу без спотворень в низькоомних навантаження. Зазвичай вони є вихідними каскадами багатокаскадних підсилювачів. Основним завданням підсилювача потужності є виділення на навантаженні можливо більшої потужності.
Посилення напруги в підсилювачі потужності є другорядним фактом. Для того щоб підсилювач віддавав в навантаження максимальну потужність, необхідно виконати умову Rвих = RН. Основними показниками підсилювача потужності є: що віддається в навантаження корисна потужність PН, коефіцієнт корисної дії, коефіцієнт нелінійних спотворень kг і смуга пропускання АЧХ.
Режим роботи кінцевого каскаду визначається режимом спокою (класом посилення) входять до нього комплементарних пар біполярних транзисторів. Існує п'ять класів підсилення: А, В, АВ, С і D.
Режим класу А характеризується низьким рівнем нелінійних спотворень (kг = 1%) низьким ККД (<0,4). На вихідний вольтамперной характеристиці (ВАХ) в режимі класу А робоча точка (IК0 і UКЕ0) розташовується на середині навантажувальної прямої так, щоб амплітудні значення сигналів не виходили за ті межі навантажувальної прямої, де зміни струму колектора прямо пропорційні змінам струму бази. При роботі в режимі класу А транзистор весь час знаходиться у відкритому стані і споживання потужності відбувається в будь-який момент. Режим посилення класу А застосовується в тих випадках, коли необхідні мінімальні спотворення.
Режим класу В характеризується великим рівнем нелінійних спотворень (kг = 10%) і відносно високим ККД (<0,7). Для цього класу характерний IБ0 = 0, тобто в режимі спокою транзистор закритий і не споживає потужності від джерела живлення. Режим В застосовується в потужних вихідних каскадах, коли не важливий високий рівень спотворень.
Режим класу АВ займає проміжне положення між режимами класів А і В. Він застосовується в двотактних пристроях. У режимі спокою транзистор лише трохи відкритий, в ньому протікає невеликий струм IБ0, виводить основну частину робочої напівхвилі Uвх на ділянку ВАХ з відносно малої нелінійністю. Так як IБ0 малий, то тут вище, ніж в класі А, але нижче, ніж у класі В, так як все ж IБ0> 0. Нелінійні спотворення підсилювача, працюючого в режимі класу АВ, відносно невеликі (kг = 3%).
У роботі містяться короткі відомості про застосування сучасних засобів проектування для аналізу РЕЗ. В якості прикладу використання таких засобів, наведено аналіз підсилювача потужності звукової частоти з малими нелінійними спотвореннями.
Весь аналіз виконаний в Multisim 2001 Pro.
Впровадження в сучасну інженерну практику різних методів автоматизованого проектування дозволило перейти від макетування, традиційно проводився для розроблюваної апаратури до її моделювання з допомогою ЕОМ. Крім того, за допомогою ПК можливе здійснення наскрізного проектування, що включає в себе:
синтез структури і принципової схеми пристрою;
аналіз характеристик у різних режимах з урахуванням розкиду параметрів компонентів, наявності факторів дестабілізують роботу пристрої та параметричну оптимізацію;
синтез топології, включаючи розміщення елементів на платі або кристалі і розводку між з'єднань;
верифікацію топології;
випуск конструкторської документації.
Метою даної курсової роботи з курсу "Мікросхемотехніка" є моделювання схеми підсилювача потужності звукової частоти для автомобільної звуковідтворювальної апаратури. В ході виконання необхідно знайти аналоги для вітчизняних транзисторів і діодів, використовуваних в даній схемою, побудувати задану схему в Multisim 2001 Pro, створити на основі аналогів моделі вітчизняних транзисторів і діодів, побудувати схему в Multisim 2001 Pro. І промоделювати ці схеми, отримавши на виході АЧХ, ФЧХ, коефіцієнт нелінійних спотворень і коефіцієнт гармонік, а також дослідивши роботу транзисторів шляхом побудови вхідних і вихідних вольтамперних характеристик транзисторів.
1. Перелік елементів схеми
У додатку лист 1 наведена принципова схема підсилювача потужності звукової частоти (УМЗЧ). Схема складається з наступних елементів:
Транзистори
VT1 КТ3102Г;
VT2 КТ315Б;
VT3 КТ973А;
VT4 КТ973А;
VT5 КТ972А;
VT6 КТ972А;
VT7 КТ829Г;
VT8 КТ837К;
VT9 КТ829Г;
VT10 КТ837К.
Діоди
VD1 КД503А;
VD2 КД503А;
VD3 КД503А;
VD4 КД503А.
Конденсатори
C1 = 2,2 мкФ Г— 16В;
C2 = 68 мкФ Г— 16В;
C3 = 0,47 мкФ;
C4 = 0,47 мкФ;
C5 = 68 мкФ Г— 16В;
C6 = 68 мкФ Г— 16В;
C7 = 47 мкФ Г— 16В;
C8 = 100 пФ;
C9 = 68 мкФ Г— 16В;
C10 = 47 мкФ Г— 16В;
C11 = 100 пФ;
C12 = 2200 мкФ Г— 16В;
C13 = 0,1 мкФ.
Резистори
R1 = 200 кОм;
R2 = 100 кОм;
R3 = 6,8 кОм;
R4 = 6,8 кОм;
R5 = 470 Ом;
R6 = 10 кОм (підлаштування);
R7 = 91 кОм;
R8 = 91 кОм;
R9 = 4,7 кОм;
R10 = 470 Ом;
R11 = 470 Ом;
R12 = 3,3 кОм;
R13 = 910 Ом;
R14 = 4,7...
