МО УКРАЇНИ
Севастопольський державний технічний університет
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА До
КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
Проектування підсилювача електричних сигналів первинних вимірювальних перетворювачів систем автоматичного управління
Севастополь 1999
ВСТУП
Підсилювачі звукової частоти призначені для посилення безперервних періодичних сигналів, частотний спектр яких лежить в межах від десятків герц до десятків кілогерц. Сучасні УНЧ виконуються переважно на біполярних і польових транзисторах в дискретному або інтегральному виконанні. Призначення УНЧ в кінцевому підсумку полягає в отриманні на заданому опорі кінцевого навантажувального пристрою необхідної потужності підсилюється сигналу.
В якості джерела вхідного сигналу УНЧ можуть використовуватися такі пристрої як мікрофон, звукознімач, фотоелемент, термопара, детектор і т.д. Типи навантажень також вельми різноманітні. Ними можуть бути гучномовець, вимірювальний прилад, записуюча голівка магнітофона, наступний підсилювач, осцилограф, реле тощо Більшість з перерахованих вище джерел вхідного сигналу розвивають дуже низька напруга. Подавати його безпосередньо на каскад посилення потужності не має сенсу, так як при такому слабкому керуючій напрузі неможливо отримати скільки-небудь значне зміни вихідного струму, а отже, і вихідної потужності. Тому до складу структурної схеми підсилювача, крім вихідного каскаду, що віддає необхідну потужність корисного сигналу в навантаження, як правило, входять попередні каскади посилення. Основними технічними полазателямі УНЧ є: коефіцієнти підсилення (по напрузі, струму і потужності), вхідний і вихідний опору, вихідна потужність, коефіцієнт корисної дії, номінальна вхідна напруга (чутливість), діапазон підсилюються частот, динамічний діапазон амплітуд і рівень власних перешкод, а також показники, що характеризують нелінійні, частотні і фазові спотворення підсилюється сигналу.
ПОСТАНОВКА ЗАВДАННЯ
підсилювач електричний сигнал
Розрахунок будь-якого складного електронного пристрою (ЕУ) зводиться до послідовного розрахунку функціональних елементів. Розрахунок ЕУ, що складається з ряду послідовно з'єднаних функціональних елементів, починають з боку його виходу, з кінця. Вихідний функціональний елемент - єдиний в ЕУ, для розрахунку якого в технічному завданні сформульовані достатні вимоги. Розрахунок ЕУ часто має ітераційний характер. Після виконання ряду розрахункових операцій виникає необхідність повторити попередні операції для поліпшення структури або режимів всього ЕУ або його функціональних частин. Наприклад, розрахунок може показати необхідність введення додаткових зворотних зв'язків, що, власне, потребують повторення деякої частини розрахунків.
Детальному розрахунком функціональних елементів повинні передувати орієнтовний розрахунок значень вихідних параметрів тих функціональних елементів, які визначають значення вихідних параметрів всього ЕУ. Це дозволяє досить швидко оцінити практичну можливість їх реалізації. Наприклад, перед тим як розраховувати каскади многокаскадного підсилювача, необхідно розподілити між ними всі види спотворень, визначити їх коефіцієнти підсилення і смуги пропускання. Якщо отримане значення представляються досяжними, то можна переходити до розрахунку функціональних елементів.
При проектуванні ЕУ найбільш часто виконують:
а) орієнтовний розрахунок вихідних параметрів функціональних елементів, вироблених при виборі їх принципових схем;
б) розрахунки, на основі яких вибирають типи активних електрорадіоелементів;
в) розрахунки робочих режимів активних ЕРЕ, включаючи розрахунок температурної нестабільності;
г) розрахунок значень параметрів R, C, L пасивних ЕРЕ, що забезпечують обрані режими активних ЕРЕ, а також розрахунок протікають через пасивні ЕРЕ струмів, падаючих на них напруг і розсіюються ними потужностей;
д) визначення номінальних значень параметрів пасивних ЕРЕ і вибір їх типів;
е) розрахунок вихідних параметрів ЕУ з метою перевірки їх відповідності вимогам технічного завдання. Завдання аналізу найбільш відповідальна, його результати повинні бути досить точними. Оскільки аналітичні методи не забезпечують необхідної точності, аналіз електронних схем частіше виробляється або на фізичній моделі, або на ЕОМ.
ВИБІР елементної бази
