Курсовая работа
По курсу: «Ремонт и эксплуатация ЭВМ»
На тему: «Усилитель низких частот»
Выполнил Крутских С.А.
Учащийся 3 года обучения
Группа №34
Проверил: Лахин Н.А.
Воронеж 2013
Содержание
Введение………………………………………………………..….…3
Усилитель низких частот(УНЧ).
Область применения УНЧ…………………….………………...…..4
Классификация и принцип работы УНЧ……..…………..……......7
Основные характеристики УНЧ…….………………..…….…......13
Практическая работа……………………………………………….16
Заключение………………………………………………………....23
Список литературы…………………………………………….…..24
Введение
Характерной особенностью современных электронных усилителей является
исключительное многообразие схем, по которым они могут быть построены.
Усилители различаются по характеру усиливаемых сигналов: усилители
гармонических сигналов, импульсные усилители и т. д. Также они различаются по
назначение, числу каскадов, роду электропитания и другим показателям.
Однако одним из наиболее существенных классификационных признаков является диапазон частот электрических сигналов, в пределах которого данный усилитель может удовлетворительно работать. По этому признаку различают следующие основные типы усилителей:
Усилители низкой частоты, предназначенные для усиления непрерывных
периодических сигналов, частотный диапазон которых лежит в пределах от
десятков герц до десятков килогерц. Характерной особенностью УНЧ является то,
что отношение верхней усиливаемой частоты к нижней велико и обычно составляет
не менее нескольких десятков.
Усилители постоянного тока – усиливающие электрические сигналы в диапазоне
частот от нуля до высшей рабочей частоты. Они позволяют усиливать как
переменные составляющие сигнала, так и его постоянную составляющую.
Избирательные усилители – усиливающие сигналы в очень узкой полосе частот.
Для них характерна небольшая величина отношения верхней частоты к нижней. Эти
усилители могут использоваться как на низких, так и на высоких частотах и
выступают в качестве своеобразных частотных фильтров, позволяющих выделить
заданный диапазон частот электрических колебаний. Узкая полоса частотного
диапазона во многих случаях обеспечивается применением в качестве нагрузки
таких усилителей колебательного контура. В связи с этим избирательные
усилители часто называют резонансными.
Широкополосные усилители, усиливающие очень широкую полосу частот. Эти
усилители предназначены для усиления сигналов в устройствах импульсной связи,
радиолокации и телевидения. Часто широкополосные усилители называют
видеоусилителями. Помимо своего основного назначения, эти усилители
используются в устройствах автоматики и вычислительной техники.
Область применения УНЧ
Усилитель осуществляет увеличение энергии управляющего сигнала за счет энергии вспомогательного источника. Входной сигнал является как бы шаблоном, в соответствии с которым регулируется поступление энергии от источника к потребителю усиленного сигнала.
Электронными называют усилители электрических сигналов с регулирующими элементами на полупроводниковых или электровакуумных приборах.
Прежде чем описывать специфику работы конкретных усилительных каскадов на транзисторах, следует получить четкое представление о том, каково основное предназначение данных каскадов. Ведь усиливаться могут различные показатели электрических сигналов и при различных ограничениях и условиях. Да и само понятие "усиление" иногда требует пояснения.
В общем, возможна классификация усилителей по очень большому количеству признаков, относящихся как к виду выполняемых ими функций, так и к качеству или способу выполнения этих функций. В дальнейшем мы будем придерживаться следующего разделения усилителей на группы.
По виду сигналов, для усиления которых предназначен усилитель:
- усилители гармонических сигналов (при построении усилителей гармонических сигналов важнейшим является обеспечение минимального уровня вносимых в сигнал искажений);
- усилители импульсных сигналов (усилители импульсных сигналов обычно используют различные ключевые режимы работы транзисторов, здесь важнейшим фактором является минимизация задержек фронтов и спадов усиливаемых сигналов, а также устранение паразитных выбросов токов и напряжений, неизбежно возникающих при прохождении таких сигналов через каскады усиления).
По способности усиливать постоянные и переменные сигналы:
- усилители постоянного тока (усилители, обладающие способностью усиливать весьма медленные колебания, в том числе и нулевой частоты, даже в том случае, если они в первую очередь предназначены для усиления мощности или напряжения переменных сигналов);
- усилители переменного тока (прочие — не обладающие способностью усиливать сигналы нулевой частоты — усилители).
По диапазону частот, на которые рассчитан усилитель:
- усилители низкой частоты (УНЧ); предназначены для усиления частот звукового диапазона (0,01...20 кГц);
- усилители высокой частоты (УВЧ); предназначены для усиления сигналов в радиочастотном диапазоне;
По соответствию вида амплитудно-частотной характеристики полосе частот рабочего сигнала:
- узкополосные усилители; на практике принято называть усилитель узкополосным, если полоса пропускаемых частот уже, чем это минимально необходимо для качественного воспроизведения спектра усиливаемого сигнала (узкополосные УНЧ имеют полосу пропускания менее 2,5...3 кГц; узкополосные УВЧ, например, для применения в телевидении, обладают полосой пропускаемых частот 4,5...5 МГц, что меньше минимально необходимого для качественного воспроизведения телевизионного сигнала);
- широкополосные усилители (часто для уменьшения нелинейных искажений и повышения устойчивости усилителя выгодно реализовывать в нем максимально широкую полосу пропускания, гораздо шире, чем это реально необходимо для всех возможных частот рабочего сигнала);
Классификация и принцип работы УНЧ
Мощность и качество - это те, два основные параметра, характеризующие усилители низкой частоты, и, конечно, по которым мы привыкли сравнивать и оценивать их технические свойства, возможности и способности, радующие наш музыкальный слух. Немаловажную роль в работе усилителя мощности играет его составляющая - акустическая система. Чувствительность акустической системы - это величина, показывающая, какое звуковое давление в децибелах (дБ) на расстоянии в 1м будет создавать данная акустическая система при подведении к ней усилительной мощности в 1 Вт.
И все же, усилители мощности подразделяются т на классы по типу обработки входного сигнала и схеме построения выходного каскада усилителя.
Класс "А". Усилители этого класса обладают низкой эффективностью, но дают очень "чистый" сигнал на выходе, при минимальных нелинейных искажениях. Мощность не высокая, схема построения каскада не сложная. При умеренном питании, лишь часть подаваемой энергии уходит на усиление звука, а остальное выделяется в виде тепла. Предпочтенье отдается ламповой технике и конструкциям с несложными типовыми транзисторными и интегральными схемами.
Класс "В". Эффективность усилителя этого класса почти в два раза выше эффективности усилителя класса "А". Но, к сожалению, искажения в выходном сигнале очень высоки, особенно при малом входном сигнале. Потребляемая мощность усилителя всецело зависит от его выходной мощности, термостабильность высокая.
Класс "АВ". Большинство Hi-Fi усилителей принадлежат именно этому промежуточному классу. (Фото-7)Они вобрали в себя возможности усилителей класса А - относительно "чистый сигнал", без искажений, при относительно неплохой эффективности (немного ниже чем в классе В).
Класс "С". Усилители этого класса имеют К.П.Д. равным почти 75%, что делает их очень эффективными, но с увеличением К.П.Д. резко увеличиваются искажения. Эти усилители не подходят для усиления звука в Hi-Fi аудиосистемах. Усилители класса "С" работают при напряжении смещения большем, чем напряжение запирания, и амплитудой сигнала не превышающем напряжения смещения.
Класс "D". Принцип работы звукового усилителя класса Д схож с принципом работы импульсного блока питания. Он состоит в том, что выходной каскад усилителя возбуждается импульсами прямоугольной формы высокой частоты.) Поэтому усилитель, работающий в классе Д также часто называют импульсным или цифровым усилителем. Усилитель мощности класса Д обладает рядом преимуществ. Это, прежде всего малый вес и высокий КПД. За счёт того, что выходные транзисторы работают в режиме переключения (в импульсном ключевом режиме, мощность, рассеиваемая выходными транзисторами уменьшается на порядок, не требуя таких массивных радиаторов охлаждения. Мало того, при мощностях до 200Вт в канал, можно отказаться и от принудительного охлаждения вентиляторами выходных ключей-транзисторов.Соответственно, и мощность, потребляемая усилителем от сети, уменьшается, приближаясь к выходной мощности усилителя.
Принцип работы в общем случае - выбирается такой режим работы транзисторов выхода при котором данный сигнал проходит на выход без ограничения сигнала - выбор точки на ВАХ характеристике транзисторов выбирается уровнем смещения поданного на базу этого транзистора - которое должно быть не боле и не менее необходимого чтобы данный элемент работал именно в режиме усиления а не в ином режиме.
усиление идет за счет свойств полупроводника при определенных токах смещения создавать лавиноподобное увеличение тока на выходе транзистора - а чтоб было именно усиление, а не режим насыщения (ключевой) - добиваются расчетом тока в базовой цепи транзистора - открой справочник для техникума года 70-ого - там это все толково расписано (в отличие от более поздних - почему-то)