Күшейткіштің структуралық схемасын таңдау

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 29 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: Қуандықов Даулетияр
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
Қуандықов Даулетияр

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 №6
1.Жүктемеге берілетін қуат, Pн, 45 мВт
2.Жұмыс диапазонының төменгі жиілігі, fн, 60 кГц
3.Жұмыс диапазонының жоғарғы жиілігі,fВ,552 кГц
4.Күшейткіштің номинал күшейтілуі, S, 40 дБ
5. Нөлдік деңгейіндегі екінші гармоника бойынша сызықты емес өшу,∝2го 70 дБ
6. Нөлдік деңгейіндегі үшінші гармоника бойынша сызықты емес өшу,∝3го, 85дБ
7.Күшейтудің тұрақсыздығы ,∆St, 0,8 дБ
8.Жүктеме мен сигнал көзінің кедергісі,Rист=Rн, 75 Ом
9.Күшейткіштің кірісі мен шығысындағы шағылу коэффициенті,д=двх=двых 0,06
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.
Уильям Шокли, Джон Бардин және Уолтер Браттейн физиканың 1947 американдық жылының желтоқсанында екi pnдерi бар жартылай өткiзгiш құрылымдағы тоқтың күшейтуiн эффекттердi бiлдiрдi - өткелдермен. Зерттеушiлердi 1956 жылда "Жартылай өткiзгiштердiң зерттеуiнде және транзистор эффекта "сының ашуы"-ның физикасы бойынша нобелдiк сыйлықтарды алды. Транзистордың 1958 екi жылына кремилiк төс етектерiнде орналастырды - әлемде бiрiншi интегралды схема пайда болды. Адам баласы транзисторлар жартылай өткiзгiш төс етектерiне барынша көп орналастыруға тырысқан үнемi шұғылданады, және бағаға бойынша сол.
Транзисторлардың әрбiр екi жылдың чибындағы санды екi есе өсетiн, чиптың құны 50 пайыздарға құлайтын туралы шығарылған Шоқпыт абыройының заңын 1965 жылда қырығы жылдарынан артық сақталады. Бiр чипте бүгiн қажеттi ауыстырып қосқыштар миллиардқа дейiн сонша жайласады. Микросхемалардың миллиардтары жыл сайын өндiрiп алады. 10 мың ретке олардағы транзисторлардың жалпы сандары жердегi Муравьево саны және 10 миллион ретке асады - жұлдыздардың құс жолындағы сан. Транзистор атау бастапқы кедергiсi кернеумен жүргiзiлетiн резисторларға жатты. Шындығында, транзистор бағдарлаушы электродта кернеу реттелетiн кедергi сияқты көрсетуге болады.
Транзистор - бұл екi электродтардың шынжырындағы тоғына үшiншi электродпен жүргiзiлетiн үш электродты жартылай өткiзгiш құрал. Бағдарлаушы электродта кiретiн кернеудi ептеген өзгерiс транзисторда демалыс кернеуi және тоқтың айтарлықтай үлкен өзгерiсiне әкеле алады. Бұл транзистордың күшейткiш қасиеттерi аннотацияла және цифрларға техникада қолданылады. Транзисторлар екi үлкен топтарға жiктеледi: (даласы) екi полярлық және бiр полюсты. Дәл қазiр екi полярлық транзисторлар (тд, радио, байланыс және тағы басқалар) аннотацияла техникаларда үстем болады. Барлық қазiргi цифрларға техника құрастырылған, негiзiнде, дала Моптарына - екi полярлыққа қарағанда электр энергиясының тұтынуы бойынша үнемдiрек транзисторлар.
Биполярлық транзистормен екi pn - өзара жұмыс iсте өткелдер және үш қорытынды болатын жартылай өткiзгiш құралдарды деп атайды. Облыстардың алмасуының тiзбектерiне байланысты p-n-p - транзистор және n-p-nдер танып бiледi - транзисторлар. Биполярлық транзисторлардың ықшамдалған құрылым және шартты график түрiнде белгiсi 1.1-шi сурет елестеткен.
Транзистор үш шығу - коллектор (К), эмиттер (Э), база (Б) деп аталады екен қорытынды алады. Базасы орталыққа қосқан қабаттаймын және бағдарлаушы электрод болып табылады..
Транзисторлар қолданылатын жартылай өткiзгiштiң түрi бойынша кремилiк, германиға және арсенидтер-галли дi классификациялайды. Тарату ең үлкен кремилiк және германи транзисторларын алды.

1.1-сурет - Екi полярлық транзисторлардың құрылым және шартты график түрiнде белгiсi
Орындау бойынша интегралды схемалардың құрамындағы (корпусты және тұрқысыз) дискреттi транзисторлар және транзисторлары танып бiледi. Бiр интегралдық схемаға транзисторлардың бiрнеше миллиардтарына бiрнеше он шақтыларынан жайласады.
Ортақ базасы (ОБ), ортақ эмиттермен (ОЭ), ортақ коллектормен (ОК) (1.2-шi сурет) транзистордың қосындысының схемалары танып бiледi.

а) ортақ базасымен схемасы

б) ортақ коллектормен схемасы

в) ортақ эмиттермен схемасы
1.2-сурет - Биполярлық транзистордың қосындысының схемасы
Схемаларда белсендi тәртiптегi транзистордың жұмыс қамтамасыз ететiн көз қоректенулерiнiң кернеулерiн полярлық көрсетiлген. Цифрларғасы есептеушi техникада ортақ эмиттерi бар транзистордың қосындысының схемаларын кең қолданылады.
Биполярлық n-p-nдарды жұмыс принцибын қарап шығамыз - ортақ эмиттерi бар схемадағы транзистор. Транзистор бастапқы күйде жабулы және коллектордың шынжырының сопросы биiк. Uкэ кернеу - биiк. Нөлге iс жүзiнде тең болды жүктемедегi тоқ.
Транзистордың эмиттерi туралы оң кернеудi базасына берудiң жанында ашылады және эмиттердiң шынжырының кедергiсi - коллекторды кенет азаяды. Uкэ кернеу - аласа. Жүктемедегi тоқ Rн ның жүктемесiнiң тек қана кедергiсiмен өсiп шектеледi.
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. Металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) құрылымды өрістік транзисторлар интегралдық сұлбаларда кеңінен қолданылады

2. Күшейту каскадтарының санын анықтау

Күшейткіш каскадының саны мына төменгі формула бойынша анықталады.

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

S каскад = 20 Д Б;

S = 40 ДБ;

Aa = 25 ДБ;

S без Ос = 40+25=65 дБ

N=6520=3.25=3 каскад
Күшейткіш каскады дегеніміз - күшейткіштің функциясын сақтайтын минималды бөлігін айтамыз. Сонымен бір дәрежелі күшею құрылумен сипатталады.
Егер бір каскад пен күшеюде құрса және ол жеткіліксіз болса, онда каскадтарды тізбектей қосып тербеліс күшеюінің бірінші каскадтың екіншісіне, үшіншісіне, т.б. кете береді. Осы жағдайда күшейткіш бір, екі, үш немесе көп каскадты болуы мүмкін.
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 элементтен және 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.
Күшейткіштерде транзистордың ортақ эмиттермен қосылу схемасы қолданылады. Өйткені бұл схеманың қуат бойынша ең жоғарғы күшейту ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.