Усилитель мощности звуковой частоты 2


головна сторінка Реферати Курсові роботи текст файли додати матеріалПродать работу

пошук рефератів

Курсова на тему Усилитель мощности звуковой частоты 2

завантажити
Знайти інші подібні реферати. • Точне співпадання: 2 реферата
подібні якісні роботи

Розмір: 4.03 мб.
Мова: російська
Розмістив (ла): села
03.01.2011

Видео "TPA2015D1 новый усилитель мощности звуковой частоты"
1 2 3 4 5    

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Государственный Технический Университет имени Н.Э. Баумана

Факультет ЭИУК

Кафедра ЭИУ –1 КФ

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по микросхемотехнике

на тему: “Усилитель мощности звуковой частоты“

Студент: Перцев А.М.

Группа: РПД - 71

Руководитель проекта: Лоскутов С.А.

Калуга 2007 г.

Задание

Промоделировать схему усилителя НЧ на МДП- транзисторах в программе Multisim 8. Также проверить характеристики получившийся схемы на соответствие техническим характеристикам данного усилителя используя следующие анализы, входящие в пакет Multisim 8:

- Анализ по переменному току (АЧХ, ФЧХ);

- Анализ Фурье;

- Переходный анализ;

- Температурный анализ;

- Параметрический анализ;

- Анализ сигнал/шум

-Анализ искажений

- THD анализ

Введение

В настоящее время в технике повсеместно используются разнообразные усилительные устройства. В каждом радиоприёмнике, в каждом телевизоре, в компьютере и станке с числовым программным управлением есть усилительные каскады. В зависимости от типа усиливаемого параметра усилительные устройства делятся на усилители тока, напряжения и мощности. Усилитель мощности предназначен для передачи больших мощностей сигнала без искажений во внешнюю нагрузку в качестве которой обычно выступает акустическая система. Обычно они являются выходными каскадами многокаскадных усилителей. Основной задачей усилителя мощности является выделение на нагрузке возможно большей мощности.

Усиление напряжения в усилителе мощности является второстепенным фактом. Для того чтобы усилитель отдавал в нагрузку максимальную мощность, необходимо выполнить условие RВЫХ=RН. Основными показателями усилителя мощности являются: отдаваемая в нагрузку полезная мощность PН, коэффициент полезного действия, коэффициент нелинейных искажений KГ и полоса пропускания АЧХ. Значительный запас мощности, которым обладает усилитель, позволяет получить большой динамический диапазон громкостей, что повышает естественность звучания, улучшает стабильность работы при номинальной мощности и обеспечивает незначительные нелинейные искажения. Максимальная выходная мощность , которая может быть передана в нагрузку, полностью определяется параметрами выходных транзисторов. Поэтому для усилителей мощности типичным является применение в оконечном каскаде высоковольтных транзисторов повышенной мощности, потребляющих больщую энергию от источника питания. В свою очередь, максимальное использование выходных транзисторов по напряжению и току приводит к росту нелинейных искажений.

Снижение уровня нелинейных искажений достигается в основном введением глубокой ООС. Однако при этом возрастает запаздывание сигнала на выходе и в цепи ООС, что является причиной динамических искажений.

На слух динамические искажения проявляются в виде потери высших частот, неестественным оттенке звучания. Степень динамических искажений оценивается по скорости нарастания выходного напряжения усилителя мощности. Для уменьшения динамических искажений в высококачественных усилителях глубина ООС ограничивается в пределах 20..30 дБ.

В качестве оконечных применяют мощные высокочастотные биполярные и полевые транзисторы, которые позволяют повысить диапазон усиливаемых частот и тем самым повысить быстродействие усилителя.

Меры, применяемые для снижения динамических искажений, приводят к возрастанию нелинейных искажений, и условие обеспечения их на низком уровне является противоречивым.

Режим работы оконечного каскада определяется режимом покоя (классом усиления) входящих в него комплементарных пар биполярных транзисторов. Существует пять классов усиления: А, В, АВ, С и D.

Режим класса А характеризуется низким уровнем нелинейных искажений (KГ = 1%) низким КПД (<0,4). На выходной вольтамперной характеристике (ВАХ) в режиме класса А рабочая точка (IК0 и UКЭ0) располагается на середине нагрузочной прямой так, чтобы амплитудные значения сигналов не выходили за те пределы нагрузочной прямой, где изменения тока коллектора прямо пропорциональны изменениям тока базы. При работе в режиме класса А транзистор всё время находится в открытом состоянии и потребление мощности происходит в любой момент. Режим усиления класса А применяется в тех случаях, когда необходимы минимальные искажения.

Режим класса В характеризуется большим уровнем нелинейных искажений (KГ=10%) и относительно высоким КПД (<0,7). Для этого класса характерен IБ0 = 0 ,то есть в режиме покоя транзистор закрыт и не потребляет мощности от источника питания. Режим В применяется в мощных выходных каскадах, когда не важен высокий уровень искажений.

Режим класса АВ занимает промежуточное положение между режимами классов А и В. Он применяется в двухтактных устройствах. В режиме покоя транзистор лишь немного приоткрыт, в нём протекает небольшой ток IБ0, выводящий основную часть рабочей полуволны Uвх на участок ВАХ с относительно малой нелинейностью. Так как IБ0 мал, то здесь выше, чем в классе А, но ниже, чем в классе В, так как всё же IБ0 > 0. Нелинейные искажения усилителя, работающего в режиме класса АВ, относительно невелики (KГ=3%) .

Внедрение в современную инженерную практику различных методов автоматизированного проектирования позволило перейти от макетирования, традиционно проводившегося для разрабатываемой аппаратуры к ее моделированию с помощью ЭВМ. Кроме того, при помощи ПК возможно осуществление сквозного проектирования, включающего в себя:

синтез структуры и принципиальной схемы устройства;

анализ характеристик в различных режимах с учетом разброса параметров компонентов, наличия факторов дестабилизирующих работу устройства и параметрическую оптимизацию;

синтез топологии, включая размещение элементов на плате или кристалле и разводку меж соединений;

верификацию топологии;

выпуск конструкторской документации.

В данной работе, с помощью современных средств проектирования и разработки электронных схем, промоделирована работа схемы усилителя мощности звуковой частоты на зарубежных аналогах отечественных элементов, а также на созданных в процессе работы моделях отечественных активных элементах. Для данной схемы были получены ее основные характеристики (АЧХ, ФЧХ, коэффициент искажений, переходная характеристика и другие), а также зависимость амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик от температуры и параметра регулировочного элемента (резистора, определяющего ток покоя транзисторов выходного каскада). Перечисленные анализы были проведены как для схемы на импортных аналогах, так и на отечественных моделях. Для сравнительного анализа характеристик импортных и отечественных транзисторов и диодов были построены их вольт-амперные характеристики с помощью программы PSpice. В качестве среды для моделирования работы схемы применялась программа Electronics Workbench Multisim8.

Теоретические сведения об устройстве

К достоинствам описываемых усилителей можно отнести низкий коэффициент гармонических искажений во всей полосе рабочих частот, плавное ограничение максимальных уровней сигнала. Высокое выходное сопротивление одного из усилителей способствует уменьшению интермодуляционных искажений головок в средне- и высокочастотной полосе. Низкое выходное сопротивление другого демпфирует громкоговоритель в широкой полосе частот.

Исходя из перечисленных особенностей работы усилителя и громкоговорителя, было разработано два усилителя. В первом из них (его схема на рис. 1) имеются две петли общей ООС: по переменному току — через R5, С6 и по постоянному напряжению — через интегратор на DA1. Применение интегратора исключает постоянную составляющую на выходе усилителя даже при ее наличии на входе, например, из-за утечки переходного конденсатора на выходе темброблока или линейного усилителя. Такое решение благоприятно сказывается и на демпфировании громкоговорителя. Усилитель имеет практически нулевое выходное сопротивление на инфранизких частотах и на постоянном токе, что эквивалентно демпфированию громкоговорителя вторичной обмоткой трансформаторного УМЗЧ на лампах. При этом исключаются возникающие с некоторыми транзисторными УМЗЧ инфранизкоча-стотные колебания низкочастотной головки.

В выходном каскаде в двухступенчатом усилителе тока применены БСИТ. Такие транзисторы отличаются высокой крутизной, малым остаточным напряжением насыщения, быстрым переключением и относительно высоким коэффициентом передачи по току в линейном режиме.

Используемые в усилителе дифференциальные каскады с местной ООС, как известно, отличаются повышенной перегрузочной способностью, а искажения в них в значительной степени компенсируются.

Диодами VD3—VD6 достигаются необходимые сдвиги уровня для обеспечения режима транзисторов VT10, VT12. Суммирование сигналов с повторителей на VT7, VT9 и VT8, VT13 происходит соответственно на транзисторах VT10 и VT12. Резисторы R20. R21 являются, с одной стороны, местной ОС для VT10, VT12, с другой — нагрузкой эмиттерных повторителей на транзисторах VT9, VT13.

Ограничение сигнала на выходе второго каскада, а соответственно и усилителя в целом, происходит раньше, чем в обычных усилителях, примерно на 3 В (за счет падения напряжения на транзисторах VT9, VT13). При этом с дальнейшим ростом входного напряжения не происходит жесткого ограничения сигнала, так как транзисторы VT10, VT12 переходят в режим плавного насыщения. Таким образом, амплитудное значение сигнала на выходе усилителя такое же, как в обычном усилителе, но без жесткого ограничения. Это схемотехническое решение позволяет получить характер искажений при перегрузке, подобный ламповым усилителям.

Термостабилизацию каскада обеспечивает транзистор VT14. Ток покоя каждого из выходных транзисторов VT17—VT20 на уровне около 80 мА устанавливают резистором R24.

При исправных деталях налаживание усилителя сводится к установке тока покоя каждого из выходных транзисторов в пределах 60... 100 мА.

Выходные каскады усилителя с низким выходным сопротивлением, более подходящего для громкоговорителя НЧ, выполнены на более доступной элементной базе (рис. 2). Остальная часть схемы практически аналогична рассмотренной ранее (на рис. 1 она отделена штрихпунктирной линией).

    продолжение
1 2 3 4 5    

Добавить курсову роботу в свой блог или сайт
Удобная ссылка:

Завантажити курсову роботу безкоштовно
подобрать список литературы


Усилитель мощности звуковой частоты 2


Постійний url цієї сторінки:
Курсова Усилитель мощности звуковой частоты 2


Разместите кнопку на своём сайте:
Рефераты
вгору сторінки


© coolreferat.com | написать письмо | правообладателям | читателям
При копировании материалов укажите ссылку.