Параметри підсилювача потужності звукових частот (стр. 8 из 9)
Таблиця 3.2
Рисунок 3.1 (Схема балансування напруги зсуву К544УД2)
З початкової формули розрахунку коефіцієнта підсилення всього ПЗЧ [7].
(3.3)Знайдемо який коефіцієнт підсилення повинен бути в каскаді на ОП
Коефіцієнт підсилення всього підсилювача повинен бути 124, згідно (3.2), а каскад на мікросхемі STK085 забезпечує
=44,7, значить, знайдемо потрібний коефіцієнт підсилення каскаду на мікросхемі DA1: 
Принципова електрична схема ППЗЧ приведена в додатку Г.
3.2 Розрахунок додаткових елементів ОП [7]
Розрахуємо додаткові елементи яки задають коефіцієнт підсилення ОП необхідний для завдання параметрів всього підсилювача.
При розрахунку потрібного коефіцієнта підсилення для DA1, підключеного по схемі інвертуючого підсилювача рисунок 3.2, спочатку треба задати вхідний опір підсилювача, який на практиці обирають для ОП від сотень ом до декількох десятків кілоом.
Рисунок 3.2 (Cхема підключення к ОП зворотного зв’язку)
Оберемо Rвх = R1 = 47 кОм Коефіцієнт підсилення для ОП, з поданим сигналом на інвертую-чий вхід дорівнює:
(3.5)З цього виразу знайдемо значення резистора R2:
Із стандартного 5% ряду обираємо резистор номіналом 130 кОм потужністю 0.125 Вт. Розрахунок потужності резистора:
Значення оперу R3- схеми балансування напруги зсуву ОП обирається рівним 150 кОм 0,125Вт згідно рекомендації заводу виробника.
3.3 Розрахунок параметричного стабілізатора [11]
Тому що вихідна мікросхема запитана від джерела з напругою +48В, а ОП повинен бути запитаним номінальною напругою +15В, то необхідно підключити ОП через параметричний стабілізатор.
З довідника [9] по напівпровідникових приладах вибираємо стабілітрон VD1 та VD2 типу КС515А, що має напругу стабілізації Uст = 15 В; виписуємо з довідника також його робочий діапазон струму:
Iст.мін = 1 мА, Iст.макс = 53 мА
При мінімальній напрузі живлення U = 48 - 15 = 32 В визначаємо мінімальний струм баластового резистора з обліком, що струм через стабілітрон не повинен бути менший за 1 мА. Візьмемо з деяким запасом:
Iст.мін = 3 мА, тоді
Iбал = Iст.мін + Iнаван (3.5)
Де
Iнаван – максимальна споживча потужність ОП, поділена на напругу живлення = 0,3/15 = 0,02 А.
Iбал = 3 + 20 = 23 мА
Визначимо опір баластового резистора:
(3.6)Із стандартного 10% ряду обираємо резистор номіналом 1,5 кОм потужністю 1 Вт. Розрахунок потужності резистора:
Перевіримо значення максимального робочого струму з запасом, що проходить крізь стабілітрон:
(3.7)Максимальний струм крізь стабілітрон не перевищує Iст.макс.ДОП
ВИСНОВОК
У процесі курсового проектування був розрахований безтрансформаторний ППЗЧ з усіма параметрами та вимогами, заданими у технічному завданні. В якості схеми для дискретного виконання була обрана двокаскадна схема з диференціальним каскадом на вході. Переваги диференціального каскаду – зручність створення підсилювача з неінвертуючим та інвертуючим виходами, простота досягнення високої стабільності роботи та реалізації різних видів зворотнього зв'язку. Симетрична схема забезпечує підсилення лише різниці вхідних сигналів, а отже високої точності та стабільності схем із зворотнім зв'язком.
Передкінцевий каскад підсилення виконано за схемою з СЄ. Ця схема підсилює як струм, так і напругу, отже потужність. Для отримання максимального коефіцієнту підсилення зі струму та з напруги обрано транзистор з максимальним значенням h21e. Недоліком схеми з СЕ є його недостатньо великий вхідний опір, через що від попереднього каскаду важко отримати високий коефіцієнт підсилення з напруги.
На виході розраховано прикінцевий каскад, реалізований на двотактному емітерному повторювачі на складених транзисторах. Ця схема підсилює лише за струмом, але головна її перевага – вхідний опір, що дозволяє навіть при низькому опорі навантаження не мати важких умов роботи попереднього каскаду.
Підсилювач охоплений загальним ВЗЗ Н - типу. Завдяки зворотньому зв’язку підвищується вхідний опір, зменшується вихідний, стабілізується коефіцієнт підсилення та розширюється смуга робочих частот.
Також у підсилювачі розрахована схема захисту вихідних транзисторів від перенавантаження, а також від замикання в колі навантаження.
Також був розрахований ППЗЧ на інтегральних мікросхемах. Він складеться з двох каскадів. Другий на потужній мікросхемі закордонної фірми з елементами рекомендованими виробником. Перший на ОП з розрахованими додатковими елементами.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. СТП 15-96. Пояснювальна записка до курсових та дипломних проектів. Вимоги і правила оформлення – Запоріжжя, ЗДТУ, 1996. – 36с.
2. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни “Пристрої підсилення сигналів” для студентів спеціальності 8. 090 701/ Укл. В. С. Кабак.–Запоріжжя: ЗНТУ,1999.– 47с.
3. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. Пер. с нем. – М: Мир, 1991 – 446 с.
4. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. М.: Мир, 1998.
5. Остапенко Г.С. Усилительные устройства: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1989. – 400с.
6. Варакин Л.Е. Беcтрансформаторные усилители мощности. – М.: Радио и связь, 1984.– 128 с.
7. Фолкенберри Л. Применения операционных усилителей и линейных ИС. – М.: Мир, 1985. – 572с.
8. Авторы-разработчики ПО: Шульгин О. А., Шульгина И. Б., Воробьев А. Б. Электронный справочник по аналоговым микросхемам для аудиоаппаратуры.
9. Москатов Е. А. Справочник по полупроводниковым приборам. – М.: Журнал “Радио”, 2005. – 208 с.,
10. Савилин А. И. Зарубежные интегральные микросхемы и их аналоги. ДМК прес, 2001. - 328с.
11. Примеры решения задач по электронике. http://www.nspu.net/fileadmin/library/books/19/act/data/02/02_09.htm
12.Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем.–М.: Мир,1983.–512с.
13. Лавриненко В. Ю.Справочник по полупроводниковым приборам. 10-е изд., перераб. и доп. — К.: Техніка, 1984.—424 с.
Додаток А
Додаток Б
Перелік елементів підсилювача на дискретних елементах
зона | Поз.познач. | Найменування | Кіль-кість | Примітки |
Конденсатори | ||||
| С1 | К52-17-25В-0,47мкФ АЖЯР 673543.003 ТУ | 1 | ||
| С2, С3 | К52-17-63В-200мкФ АЖЯР 673543.003 ТУ | 2 | ||
| С4 | К52-17-63В-2000мкФ АЖЯР 673543.003 ТУ | 1 | ||
| С5 | К52-17-63В-33000мкФ АЖЯР 673543.003 ТУ | |||
| С6 | К71-7-150В-0,15мкФ-M750ОЖО 461.133 ТУ | 1 | ||
| С7 | К52-17-63В-33000мкФ АЖЯР 673543.003 ТУ | 1 | ||
| С8 | К71-7-150В-0,15мкФ-M750ОЖО 461.133 ТУ | 1 | ||
| С9 | К71-7-150В-10,0мкФ-M750ОЖО 461.133 ТУ | 1 | ||
| Резистори | ||||
| R1 | С2-33Н- 0,125 -20 кОм ±5% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R2 | С2-33Н- 0,125 -4,2 кОм ±5% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R3 | С2-33Н- 0,125 -3,9 кОм ±10% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R4 | С2-33Н- 0,125 -210 Ом ±2% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R5 | С2-33Н- 0,125 -3,9 кОм ±10% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R6 | С2-33Н- 0,125 -4,2 кОм ±5% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R7 | С2-33Н- 0,125 -210 кОм ±2% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R8 | С2-33Н- 0,125 -3,9 кОм ±10% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R9 | С2-33Н- 0,125 -2,4 кОм ±10% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R10 | С2-33Н- 0,125 -100 кОм ±10% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R11 | С2-33Н- 2 -1,8 кОм ±20% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R12 | С2-33Н- 0,125 -7,5Ом ±10% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R13 | С2-33Н- 0,125 -2,4 кОм ±10% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R14 | С2-33Н- 0,125 -100Ом ±10% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R15 | С2-33Н- 0,125 -510 Ом ±10% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R16 | СП3-44Н-0,25-3,3кОм ±10%-Н ОЖО.468.369 ТУ | 1 | ||
| R17 | С2-33Н- 0,125 -100Ом ±10% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R18 | С2-33Н- 0,125 -18кОм ±20% ОЖО.467.173 ТУ | 1 | ||
| R19, R20 | С2-33Н- 0,125 -2 кОм ±10% ОЖО.467.173 ТУ | 2 | ||
| R21, R22 | С2-33Н- 0,125 -100Ом ±10% ОЖО.467.173 ТУ | 2 | ||
| R23, R24 | Р1-72-2 -0,4 Ом ±0,5% -А АБШК.434110.049 ТУ | 2 | ||
| R26 | Р1-72-2 -8,2 Ом ±0,5% -А АБШК.434110.049 ТУ | 1 | ||
Транзистори | ||||
| VT1- VT4 | КТ209М аА0.336.065 ТУ | 4 | ||
| VT5, VT6 | КТ3102Б ЖК3.365.186 ТУ | 2 | ||
| VT7 | КТ815Г аА0.336.189 ТУ | 1 | ||
| VT8, VT9 | КТ814Г аА0.336.256 ТУ | 2 | ||
| VT10, VT11 | КТ815Г аА0.336.189 ТУ | 2 | ||
| VT12 | КТ814Г аА0.336.256 ТУ | 1 | ||
| VT13 | КТ827А АДБК.432140.993 ТУ | 1 | ||
| VT14 | КТ825А аА0.336.306ТУ | 1 |
Додаток В