Күшейткіштің жұмыстарының көрсеткіштері

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 31 бет
Таңдаулыға:

Нұр-Сұлтан қаласының білім басқармасы
Нұр-Сұлтан қаласы әкімдігінің ШЖҚ Жоғары көлік және коммуникация колледжі МКК

Курстық жоба тақырыбы:
Электронды күшейткішінің жобасын құру
1306000 Радиоэлектроника және байланыс

Орындаған: Кожантаева Адиля
Тексерген: Мерихан Алтынай

2020 жыл

КУРСТЫҚ ЖОБАҒА ТАПСЫРМА
Астана қаласындағы және коммуникация колледжінің
1309000 Оптикалық және электрондық құрал-жабдықтар,
1306000 Радиоэлектроника және байланыс мамандығының студенті
Кожантаева Адиля

Жобаның тақырыбы: Электронды күшейткішінің жобасын құру
1.1 Жобаның мазмұны
Кіріспе
1. Күшейткіштің структуралық схемасын таңдау
2. Күшейту каскадтарының санын анықтау
3. Принциптік схеманы таңдауын негіздеу
4. Күшейткіштің ақырғы каскадын есептеу
5. Тұрақты ток бойынша схема элементтерін есептеу
6. Ортақ кері байланысы бар тереңдікті есептеу
7. Жалпы тізбек ұзақтығын есептеу
8. Ортақ кері байланысы бар тізбек ұзақтығын есептеу
9. Есептеу бойынша қортынды жасау
10. Қолданылған әдебиет тізімі
Жобаның сызба бөлімі:
Қүшейткіштің структуралық сызбасы
Қүшейткіштің принципиалды сызбасы
Транзистордың шығыс және кіріс сипаттамалары

БЕРІЛГЕН ШАМАЛАР:
Нұсқа №3
1.Жүктемеге берілетін қуат, Pн, 30 мВт
2.Жұмыс диапазонының төменгі жиілігі, fн, 60 кГц
3.Жұмыс диапазонының жоғарғы жиілігі,fВ, 552 кГц
4.Күшейткіштің номинал күшейтілуі, S, 35 дБ
5. Нөлдік деңгейіндегі екінші гармоника бойынша сызықты емес өшу,∝2го 65 дБ
6. Нөлдік деңгейіндегі үшінші гармоника бойынша сызықты емес өшу,∝3го, 65 дБ
7.Күшейтудің тұрақсыздығы ,∆St, 0,6 дБ
8.Жүктеме мен сигнал көзінің кедергісі,Rист=Rн, 145 Ом
9.Күшейткіштің кірісі мен шығысындағы шағылу коэффициенті,д=двх=двых 0,07
10.Күшейткіштің кірісіне келетін өз кедергілердің деңгейі, Pкк, ,Б, = - 129,5
11. Схеманың берілген параметрлері.
1. 1-ші каскадтың тыныштық нүкте координатасы, Uko, В,Iко . mA.
2. 2-ші каскадтың тыныштық нүкте координатасы,Uko, В,Iко mA
Берілген күні: 26.10.2020 ж.
Аяқтау мерзімі: 08.11.2020 ж.
Курстық жоба жетекшісі:_____________ Мерихан А

Кіріспе

2
2
Электронды күшейткіштер - кіріс сигналы (кернеу, ток) жүктемеге келіп түсетін күші басым энергия ағынын басқаратын құрылғы. 1
1
3
3
Электр тербелістері сигнал көзінен (1) күшейткішке жетеді (2), оның
4
4
шығысына жүктеме (3) қосылған, күшейткіш пен
жүктемеге қажетті энергия қоректендіру көзінен (4) беріледі.
Электр сигналдары ЭҚК-тің ток пен қуаттың гармоникалық тербелістері, тік бұрышты, үшбұрышты немесе басқа түрлі сигналдар болуы мүмкін.
Күшейткіштер активтік және пассивтік элементтерден тұрады. Активтік элементтерге электрондардың кірісіндегі басқарылатың сигналдардың әсерінен шығыс электрондарының арасындағы электрөткізгіштікті өзгерту қасиеті бар транзисторлар электрондық шамдар және басқа да сызықты емес элементтер жатады. Күшейтудің бөлігінің бір сатылы күшейтілуін, каскад деп атаймыз.
Пассивтік элементтерге резисторлар, конденсаторлар, индуктивтік катушкалар және басқа да тербелістерді, фазалық ығысуды қалыптастыратын және күшейтетін параметрлер жатады. Каскад қажетті активтік және пассивтік элементтердің жиынынан тұрады. Жүктеме болып саналатындар: дауыс зорайтқыштары, электр қозғалтқыштары, сигналдық шамдары, қыздырғыштар және т.б.
Күшейткіштерді классификациялау. Күшейткіштер көптеген белгілерімен ажыратылады: қолданылатын күшейткіш элементтердің түрлері және олардың арасындағы байланыстар, күшейтілетін жиіліктердің диапазондары: каскадтар саны, тағайындалуы және т.б. бойынша.
Сигналдардың түріне қарай күшейткіштер төменгі, жоғарғы және аса жоғарғы жиілікті, кең жолақты және импульстік күшейткіштер, сол сияқты тұрақты токтың күшейткіштері деп бөлінеді. Нөлден басталатын жиілігі өте аз сигналдардың күшейткіштері тұрақты токтың күшейткіштері деп аталады.
Кіріс мәліметтеріне кіріс сигналдарының мәндері, кіріс R1 кедергісі,C1 кіріс сыйымдылығы немесе L1 кіріс индуктивтігі жатады.
Шығыс мәліметтеріне шығыс U2 кернеуінің, I2 тогының, P2 шығыс қуатының және шығыс кедергісінің номиналдық мәндері.
Күшейткіштің жұмыстарының көрсеткіштері. Күшейткіштің жұмыстарының көрсеткіштеріне жататындар: кіріс және шығыстық мәліметтері, күшейту коэффициенті, жиіліктер диапазоны, бұрмалау коэффициенті, п.ә.к және басқа да параметрлері. Қуаты аз күшейткіштердің қуаты 0,5 Вт-қа дейін болады, ал жоғарғы жиілікті қыздырғыш құрылғылар үшін күшейткіштердің қуаты бірнеше жүз киловатқа дейін барады. Күшейту коэффициенті деп, шығыс параметрінің кіріс параметріне қатысын айтады. Кернеу бойынша К=U2U1, ток бойынша K=I2I1 және қуат бойынша K=P2P1 деп, күшейту коэффициенттерін бөледі.
Күшейткіштің сипаттамалары олардың белгілі бір дәрежеде, әртүрлі жиілікті және пішінді, сигналдарды дәл күшейтіп бейнелеу мүмкіндігінде болып табылады. Маңызды сипаттамалары қатарыны: амплитудалық, амплитуда-жиіліктік, фаза-жиіліктік және ауысу жатады.
Амплитудалық сипаттама белгілі бір жиілікті тербеліс амплитудасы кіріс кедергісі мен шығыс кедергісінің арасындағы тәуелділікті сипаттайды.
Амплитуда және фаза-жиіліктік сипаттамалары күшейту коэффициентінің жиіліктен тәуелділігін бейнелейді. Күшейткіштерде реактивтік элементтердің болмауына байланысты әр түрлі жиіліктің сигналы бірдей күшейтілмейді, ал шығыс сигналы кірісіне қарағанда әртүрлі бұрыштарға ығысады.
Фаза-жиілікті сипаттама деп, шығыс сигналының фаза ығысу бұрышының бұрыштық тәуелділігінің кірісінің фазасына қатысын айтады.
Ауысу сипаттамасы деп, күшейткіштің кіріс кернеуінің жекелеген секірмелеріне шығыс кернеуінің лездік мәніне үн қатуын немесе реакциясын айтады.
Күшейткіштерде сигналдардың бұрмалануы, яғни шығыс сигналының кіріс сигналының түрінен өзгеше болуы әр түрлі себептерден болады. Бұрмалану сызықты және сызықты емес деп бөлінеді.

1. Күшейткіштің структуралық схемасын таңдау

Күшейту кұрылғысының жобасын структуралық схемасынан бастау керек. Структуралық схема күшейткіш туралы тек қана жалпы көрінісін береді. Структуралық схеманың дұрыс құрылуы принципиалды схемасын құруға көмек береді.
Күшейткіштің кіріс және шығыс құрылғысы ретінде трансформаторлы дифференциалды жүйе қолданылады.
Күшейткіштің соңғы каскады берілген сигналдың қуатын рұқсат етілген қысымда қамтамасыз етеді.
Тоқтың жеткілікті көлемі (кернеу) сигналдың, соңғы каскадты басқару үшін қажет, қосымша күшейткіштің каскадымен қамтамасыз етіледі.
Сапалық көрсеткіштерінің мағынасын (сызықтық емес өшу, тұрақсыздық және т.б) ортақ кері байланыс максималды тереңдігімен анықталады.
Барлық ортақ кері байланыс тізбегіне күшейткіш аумағының өшуі және амплитуда-жиілікті желіге мыналар қосылады:
айнымалы ұзартқыш;
бастапқы көлдеу контуры;
автоматты реттеу контуры.
Сигнал көзі мен жүктемесінің қызметін байланыс желісі атқарады.
Ең бірінші транзистор алтын фольгасына оралған үшкір пластиктен, аз мөлшерде германийден тұратын. Көпшілік те, ғалымдар да бұл нәрсенің қалай істейтінін түсіндіре алмады, ол құрал арқылы тек радио тыңдады.
Алғаш өріс эффектсіне негізделген транзисторге патентті Канадада Julius Edgar Lilienfeld 1925 жылы 22 қазанда тіркеді. Бірақ ол өзінің құрылғысы туралы мәлімет таратпағандықтан, жетістігі ескерілмеді. Кейін, 1934 жылы неміс ғалымы Oskar Heil өріс эффектсіне негізделген басқа тразисторге патент алады.
1947 ж. желтоқсанның 16 Уильям Шокли (William Shockley), Джон Бардин (John Bardeen), Уолтер Брэттэйн (Walter Brattain) істейтін транзистор жасағандығы туралы хабарлады. Бұл кезде олар Bell Labs. -та істейтін еді.
Bell Labs. патент алып, нарыққа шығады. Бірақ Bell Labs. барлық қиындықтарды жеңе алмай, 1952 жылы транзисторға патентті сатып жібереді. Сол уақыттан бері транзисторлар барлық жерде таралды.
Транзистор (ағылш. transfer -- тасымалдау және resistor -- кедергіш) -- токты күшейтуге, түрлендіруге арналған үш электродты жартылай өткізгіш құрал. Ол өрістік (униполярлы) және биполярлы деп екіге бөлінеді.

Өрістік (арналық) транзистор - жұмыстық токтың өзгеруі кіріс сигналы тудыратын, оған перпендикуляр бағытталған электр өрісі әрекетінен болатын транзистор. Өрістік транзисторларда кристалл арқылы өтетін токты тек бір таңбалы заряд тасушы - электрон немесе кемтік
тудырады. Заряд тасушыларды басқаруға негізделетін физикалық эффектілерге қарай өрістік транзисторлар шартты түрде 2 топқа: басқаратын р-п электрон-кемтіктік ауысуы бар немесе металл-шалаөткізгіш түйіспелі, оқшауланған, жапқылы металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) транзисторлар деп бөлінеді.
Өрістік транзисторлар әдетте кремний немесе галий арсениді негізінде жасалады. Олардың тұрақты ток бойынша кірістік және шығыстық кедергілері жоғары, инерциялығы төмен, жиіліктік шегі жоғары болып келеді. Өрістік транзисторлар байланыс, есептеуіш техникаларында, теледидарда шусыз, қуатты және ауыстырып-қосқыш (кілттік) ретінде қолданылады.
Өрістік транзисторлардың параметрлері. Кіріс өткізу қабілеті бекіте - бастау бөлімінің өткізу қабілеті мен анықталады: Yбекітпе бастау = Y11+ Y12; шығыс өткізу қабілеті құйма - бастау бөлімінің өткізу қабілетімен анықталады: Yкима бастау = Y22+ Y21; тасымалдау функциясы вольт-амперлі сипаттама қисығымен анықталады S=Y21+ Y12; кері тасымалдау функциясы - өтпелі өткізу қабілетімен Yбекітпе құйма=Y11 анықталады. Бұл параметрлер ширекөрістілік ретінде қолданылатын өрістік транзисторлардың бастапқы параметрлері деп қабылдайды. Ширекөрістіліктің ортақ бастаулы сұлбасы үшін бастапқы параметрлері анықталған болағандықтан, өрісті тразистрлардың басқа кез-келген сұлбалары үшін бастапқы параметрлерін есептеп алуға болады:
Құйманың бастапқы тoғы Iқұйма Б - бекітпе және бастау арасындағы кернеу 0-ге тең және құймадағы тоқ қанығу кернеуіне тең және одан асатын кездегі құйма тоғы.
Құйманың қалдық тоғы Iқұйма - бекітпе және бастау арасындағы кернеу қиылысу (жабу) кернеуінен жоғары кездегі құйма тоғы.
Бекітпе - құйма ауысуының кері тоғы I бекітіс құйма к - бекітпе және құйма арасындағы берілген кері кернеу кезіндегі және де басқа шықпалар жабық кезіндегі бекітпе құйма тізбегінде ағатын тоқ.
Бекітпе-бастау ауысуының кері тоғы I бекітпе-бастау к - бекітпе мен бастау арасындағы берілген кері кернеу кезіндегі және де басқа шықпалар жабық кезіндегі бекітпе бастау тізбегінде ағатын тоқ.

Биполярлық транзистор -- үш рет кезектесіп орналастырылған электрондық (п) немесе кемтіктік (р) типті откізгішті шалаөткізгіш облыстары, екі р-п өткелі бар, яғни п-р-п не р-п-р құрылымды, көбіне үш электроды болатын, электр сигналдарын күшейтуге, түрлендіруге арналған шалаөткізгіш аспап. Биполярлық транзистордың

жұмысы база деп аталатын ортаңғы облысы арқылы ағып өтетін негізгі емес заряд тасымалдаушылардың ағынын басқаруга негізделген, әдетте, тікелей бағытта ығысқан және базаға негізгі емес заряд тасымалдаушылардың инжекциясын қамтамасыз ететін электронды-кемтіктік өткел эмиттерлік деп аталады, ал осы өткелмен базадан бөлінген сол жактагы шалаөткізгіш облыс эмиттер деп аталады. Кері бағытта ығысқан және эмиттерден инжекция жасап, база арқылы өзіне тақаған негізгі емес заряд тасымалдаушыларды жинауды қамтамасыз ететін өткел коллекторлық деп аталады. Осы өткелмен базадан бөлінетін және транзисторлық құрылымның он жақ шетінде орналасқан шалаөткізгіш облыс коллектор деп аталады. Биполярлық транзистор - қуатты күшейтуге арналған электрөткізгіштік түрлері алмасатын үш саладан құрылған электр түрлендіргіш аспап. Биполярлық транзисторда ток екі түрлі заряд тасушылардың қозғалысымен белгіленеді.

Биполярлық транзисторда үш қабатты жартылай өткізгішті құрылымының көмегімен әр түрлі электр өткізгіштері бар жартылай өткізгіштерін екі р-п өткелдер құрылады. Екі үш қабатты құрылым болуы мүмкін: кемтікті-электронды-кемтікті және электронды-кемтікті-электронды.
Әр түрлі электр өткізгіштері бар участіктері алмасуға сәйкесті барлық биполярлық транзистор екі түрге бөлінеді: p-n-p жіне n-p-n. Әр аймақтан тоқ жүретін шықпалар (электродтар) шығарылып, олар эмиттер(Э), коллетор(К) және база(Б)деп аталады.Латын тілінен аударганда emitto- эмиттер- шығарушы,ол тарнзситорды заряд тасымалдаушылармен қамтамасыз ететін электрод бол.таб. collector- колектор жинақтаушыэмиттердан шыққан заряд тасушыларды қабылдайды.ал заряд тасушылардын эмттердан коллеторға қарай қозғалысын реттейтін - база.Ол реттеуші, басқарушы элетроды болып саналады. n-p-n және p-n-n-p тр-ның жұмыс істеу принциптері бірдей, айырмашылық тоқ түзетін заряд тасушыларында. Біріншісінде электрондар, екіншісінде кемтіктер. Б.Т. - әр жақты тағайындауы бар жартылай өткізгіштік күшейткіш аспатар, ал сол себептен әртүрлі күшейткіштерде, генераторларда, логикалы және серпінді құрылғыларда кең қолданылады.
Биполярлық транзистор-токты,кернеудi, қуатты күшейте алатын, үш немесе төрт шықпа-лары бар, p-n-p немесе p-n-p құрылымды шала өткiзгiш аспап. Транзисторлар электр тербелiстерiн күшейтуге және қоздыруға, сондай-ақ электр тiзбектерiн ажыратып қосуға қолданылады. Биполярлық транзисторларды, қуаты (кiшi,орташа,жоғары) және т.б. көрсеткiштерi бойынша ажыратады. 3.1 -суретте биполярлық транзистордың құрылымдық сұлбасы, Жоғарыдағы суретте p-n-p және n-р-n - типтi транзисторлардың шартты белгiлерi көрсетiлген. Суретте сол жақтағы р-типтi облысы эмиттер (э), ортадағы n-типтi облыс база (э), оң жақтағы р-типтi шеткi облыс коллектор (к) деп аталады. Эмиттер мен база аралығындағы р-n-өткелi эмиттерлiк деп, ал коллектор мен база арасындағы р-n-өткелi коллекторлық деп аталады.

Күшейту каскадтарының санын анықтау

Күшейту каскадтарының санын келесі формула бойынша анықтауға болады
N=Sбез ОСSкаск=каскад

Sбез ОС - кері байланыссыз күшейту, дБ:
Sбез ОС =S+Aб, где S- күшейткіштің күшейтуі (1 кесте)
Aoc- кері байланыстың тереңдігі (2030дБ);
Sкаск - бір каскадтың күшейтүі (2025дБ).

S каскад = 25 Д Б;

S = 35 ДБ;

Aa = 25 ДБ;

N=35+2525=2,4=2 каскад

Электрлік сигналдарды күшейту үшін биполярлық транзисторда және интегралдық микросхемалар кеңінен қолданылады. Ол күшейткіштер өте әлсіз электрлік сигналдарды күшейтуге мүмкіндік береді.
Транзистор арқылы аса үлкен күшейтуге жету үшін бірнеше күшейткіш каскадтары қолданылады. Бір транзистордан немесе күшейткіш элементтенжәне оған қарасты байланыс элементтерінен тұратын күшейткішті каскад деп атайды. Күшейту процессі деп қоректкену көзінің энергиясын күшейткіштің сыртқы сигналының энергиясына түрлендіруді айтамыз. Бұл процессті басқару күшейткіш элементіне немесе транзисторға әсер ететін кірмелік сигнал арқылы жүргізеді. Шығыс сигнал кіріс сигналдың функциясы болып табылады. Сонымен қатар, транзистормен күшейтілген сигналдың қуаты оның кірмейтіндегі күшейтілетін сигналдың қуатынан қоректену көзінің энергиясының арасында әлдеқайда артық болады. Сонымен, электрондық күшейткіштер электрлік сигналдарды олардың пішімін өзгертпей, қоректену көзінің энергиясының көмегімен қуатты ұлғайту арқылы күшейтетін құрылғыны айтады. Транзисторлық күшейткіштің электрондық деп аталу себебі, транзистордың жұмыс істеу принципі шала өткізгіштердің ішінде жүріп жататын электрондық процесске тікелей байланысты болуында. Күшейткіштерді екі топқа бөліп қарастыруға болады:
Гармоникалық сигналдардың күшейткіштері - бұл әр түрлі шамадағы және пішіндегі гармоникалық, квазл гармоникалық, яғни кезеңдік сигналдарды күшейтуге арналған күшейткіштер. Мұндай күшейткіштерге микрофондық, трансляциялық және магнитофондық күшейткіштер күйтабақтарын орнату құбылысының күшейткіштері, көптеген өлшеуіш аппараттарының күшейткіштері және т.б. жатады.
Импульстік сигналдардың күшейткіштері әр түрлі шамадағы және пішіндегі периодты және периодты емес сигналдарды күшейтуге арналған. Импульсті күшейтуге: байланыс жүйелерінің импульстік күшейткіштері теледидарды бейнелеу сигналдарының импульстік радиолокациялық құрылғылардың электронды есептеу техникасы тетістерінің реттеу және басқару жүйелерінің күшейткіштері жатады.
Ортақ базалы схема кірістік ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.