ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Основание для разработки, ее назначение и область применения.
Основанием для разработки является задание по курсу “Электроника и микросхемотехника”. Разработка предназначена для усиления электрических сигналов низкой частоты. Область применения - радиоэлектронная аппаратура.
1.Условия эксплуатации системы:
а) температура окружающего воздуха от -10 до +350 С;
б) относительная влажность до 95% при температуре +200 С;
в) атмосферное давление 750 ± 30 мм рт. ст.
2.Эксплуатационно - технические характеристики системы:
а) источник сигнала............................................ 
;
б) нагрузка........................................................... 
, 
;
в) частотный диапазон..............................……. 
, 
;
г) линейные искажения..……………………… 
;
д) нелинейные искажения................................... 
.
ВВЕДЕНИЕ
Усилительные устройства находят применение в самых различных областях науки, техники и производства, являясь либо самостоятельными устройствами, либо частью сложных приборов и систем.
В настоящее время основными элементами большинства радиоэлектронных устройств являются полупроводниковые приборы. Техника усиления электрических сигналов непрерывно развивается. Это связано в первую с развитием и совершенствованием радиоэлектроники и технологии, разработкой новых усилительных приборов. Появление новых полупроводниковых приборов и технологических процессов позволило объединить множество транзисторов, диодов, резисторов в одно устройство – интегральную микросхему (ИМС). Всё это значительно повысило надёжность электронной аппаратуры.
Характерной особенностью современных 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.
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.
Данный курсовой проект посвящен разработке усилителя низкой частоты на основе полупроводниковых приборов.
В данном случае применение дорогостоящих технических средств оказывается невозможным, да и вряд ли целесообразным, поскольку упрощённый расчёт типовой электронной схемы позволяет получить достаточно надёжные данные, а выполнение расчётов способствует углублению теоретических знаний, развитию технической интуиции, формированию интеллектуальных и практических умений и навыков.
РАСЧЕТ ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА
Рисунок 1 – оконечный каскад УНЧ
1.Выберем транзисторы по допустимой мощности рассеяния на коллекторе 
, максимальной амплитуде коллекторного тока 
и по верхней граничной частоте 
:
| ||
| ||
|
;
;
Таким образом для данных величин наиболее подходят транзисторы:
КТ8101А и КТ8102А.
Их параметры:
Ikmax = 16 A Uэкmax = 160 B
Pkmax = 150 Bт h21 > 20
fгр = 1 MГц
По характеристикам выбранного транзистора определяем его рабочую область:
Рисунок 2 – выходные характеристики транзистора
Рисунок 3 – входная характеристика транзистора
Построив треугольник мощности, на выходной характеристике транзистора определяем максимальный ток базы 
и напряжение насыщения 
; по входной характеристике определяем максимальное напряжение между эмиттером и базой 
:
;
.
После перенесения рабочей точки на входной характеристике (Iбмах=0) максимальное напряжение между эмиттером и базой станет:
Отсюда
2.Определяем максимальное напряжение на нагрузке 
и напряжение питания 
:
.
3.Определяем глубину отрицательной обратной связи по формуле:
; 
.
4. Рассчитываем резисторы делителя:
, так как мы берем четыре диода, то на каждом из них падение напряжения будет равно: 
По значению 
выбираем диод VD11 КД 102.
Рисунок 4 – вольтамперная характеристика диода VD11.
По рисунку 4 определяем значение и находим значение сопротивления делителя напряжения 
:
.
5.Рассчитаем входное сопротивление усилителя 
:
Отсюда 
Сопротивление с ООС:
Учитывая параллельное включение делителя:
6. Рассчитаем амплитудные значения входного сигнала, обеспечивающие заданную мощность на выходе:
|
; 
; 
.
2 РАСЧЕТ ВХОДНОГО КАСКАДА
Выберем операционный усилитель LM6181, удовлетворяющий заданным требованиям по максимальному выходному напряжению 
и максимальному выходному току 
: =100 мА, =11 В.
Рисунок 5 – схема последовательного включения двух микросхем LM6181 в режиме инвертирующего напряжения
1.Определим необходимый коэффициент усиления Ku:
|
; 
.
2.Выберем величины сопротивлений R1,R2:
3.Определим величину сопротивления R31 и R32по формуле:
4.Определим верхнюю граничную частоту по формуле:
|
Foу выбранного ОУ: Fоу=60 МГц
;
- следовательно условия по заданной граничной частоте выполняются.
5.Определим потребляемый ток:
|
Для выбранного ОУ: 
; 
.
;
6.Определим напряжения питания усилителя:
Параметры выбранного усилителя LM6181:
| Входной ток, мА | |
| Входное сопротивление, МОм | |
| Частота единичного усиления, МГц | |
| Максимальный выходной ток, мА | |
| Максимальное выходной напряжение, В | |
| Напряжение питания, В | 
|
| Ток потребления, мА | 7,5 |