Усилитель мощности звуковой частоты для автомагнитолы

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 для автомагнитолы“

Калуга

Государственный комитет РФ по народному образованию

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени

Государственный Технический Университет имени Н.Э. Баумана

Факультет ЭИУК

Кафедра ЭИУК – 1 КФ

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

по курсу: Микросхемотехника

Студент Мутьева Л.С.

РПД – 71

Руководитель Лоскутов С.А.

Срок выполнения проекта по графику: 20% к_____нед. 40%______нед., 60% к_____нед., 80% к______нед., 100% к______нед.

Защита проекта______24 декабря____ 2003 г.

Тема проекта: Усилитель мощности звуковой частоты для автомагнитолы

Техническое задание

Промоделировать схему усилителя мощности звуковой частоты

III. Объём и содержание проекта (графических работ____3___листа формата А1, расчетно-пояснительная записка на __листе формата А4).

Лист 1 – Формат А1 – Схема электрическая принципиальная.

Лист 2 – Формат А1 – Результаты моделирования (АЧХ, ФЧХ, коэффициент нелинейных искажений, коэффициент гармоник).

Лист 3 – Формат А1 – Результаты моделирования (входные и выходные ВАХ транзисторов).

Руководитель проекта

Дата выдачи « 8 » ______сентября_________2004 г.

Дополнительное указание по проектированию

Содержание

Введение

1.  Перечень элементов схемы

2.  Теоретические сведения об устройстве

3.  Моделирование и анализ усилителя мощности

4.  Подбор аналогов ЭРЭ и их параметры

5.  Создание моделей транзисторов (в Model Maker)

6.  Моделирование УМЗЧ

7.  Исследование характеристик УМЗЧ

8.  Нахождение рабочих точек транзисторов

9.  Построение входных и выходных ВАХ транзисторов

Заключение

Список литературы

Введение

В настоящее время в технике повсеместно используются разнообразные усилительные устройства. Куда мы не посмотрим - усилители повсюду окружают нас. В каждом радиоприёмнике, в каждом телевизоре, в компьютере и станке с числовым программным управлением есть усилительные каскады. Эти устройства, воистину, являются грандиознейшим изобретением человечества. 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 в низкоомную нагрузку. 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.

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%) .

В работе содержатся краткие сведения о применении современных средств проектирования для анализа РЭС. В качестве примера использования таких средств, приведён анализ усилителя мощности звуковой частоты с малыми нелинейными искажениями.

Весь анализ выполнен в Multisim 2001 Pro.

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.

Целью данной курсовой работы по курсу “Микросхемотехника” является моделирование схемы усилителя мощности звуковой частоты для автомобильной звуковоспроизводящей аппаратуры. В ходе выполнения необходимо найти аналоги для отечественных транзисторов и диодов, используемых в данной схеме, построить заданную схему в Multisim 2001 Pro, создать на основе аналогов модели отечественных транзисторов и диодов, построить схему в Multisim 2001 Pro. И промоделировать эти схемы, получив на выходе АЧХ, ФЧХ, коэффициент нелинейных искажений и коэффициент гармоник, а также исследовав работу транзисторов путем построения входных и выходных вольтамперных характеристик транзисторов.