Расчет, изготовление и исследование усилительного транзисторного каскада

При создании прототипов электронных устройств приходится сталкиваться с рядом проблем.

Плату приходится паять  вручную, а при ошибке в схеме — перепаивать.

Для создания единственного  экземпляра устройства часто печатную плату делать невыгодно.

Если схемы на аналоговых элементах и микросхемах низкой степени интеграции можно было делать навесным монтажом, микропроцессорные устройства выполнять таким образом сложно.

2.2. Виды плат

В зависимости от количества слоёв с электропроводящим рисунком, печатные платы подразделяют на односторонние, двухсторонние и многослойные.

В отличие от навесного монтажа, на печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги аддитивным или субтрактивным методом. В аддитивном методе проводящий рисунок формируется на нефольгированном материале, обычно путём химического меднения через предварительно нанесённую на материал защитную маску. В субтрактивном методе проводящий рисунок формируется на фольгированном материале, путём удаления ненужных участков фольги, при этом обычно используется химическое травление.

Печатная плата обычно содержит монтажные отверстия и  контактные площадки, которые могут  быть дополнительно покрыты защитным покрытием: сплавом олова и свинца, оловом,

 золотом, серебром, органическим защитным покрытием. Кроме того в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения слоёв платы, внешнее изоляционное покрытие («защитная маска») которое закрывает изоляционным слоем неиспользуемую для контакта поверхность платы, маркировка обычно наносится с помощью шелкографии, реже — струйным методом или лазером.

Многослойные печатные платы (сокращённо МПП, англ. multilayer printed circuit board) применяются в случаях, когда разводка соединений на двусторонней плате становится слишком сложной. По мере роста сложности проектируемых устройств и плотности монтажа увеличивается количество слоёв на платах.

В многослойных платах внешние  слои (а также сквозные отверстия) используются для установки компонентов, а внутренние слои содержат межсоединения либо сплошные планы (полигоны) питания. Для соединения проводников между слоями используются переходные металлизированные отверстия. При изготовлении МПП сначала изготавливаются внутренние слои, которые затем склеиваются через специальные клеящие прокладки. Далее выполняется прессование, сверление и металлизация переходных отверстий.

      2.3. Виды печатных плат

По количеству слоёв  проводящего материала:

Односторонние

Двусторонние

Многослойные (МПП)

По гибкости:

Жёсткие

Гибкие

По технологии монтажа:

Для монтажа в отверстия

Для поверхностного монтажа

Каждый вид печатной платы может иметь свои особенности, в связи с требованиями к особым условиям эксплуатации (например, расширенный диапазон температур) или особенности применения (например, в приборах, работающих на высоких частотах).

    2.4. Материалы

Основой печатной платы  служит диэлектрик, наиболее часто используются такие материалы, как текстолит, стеклотекстолит, гетинакс. Так же основой ПП может служить металлическое основание, покрытое диэлектриком(например, анодированный алюминий).

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Исследование усилительного транзисторного каскада

 

Собранное устройство мы подключаем к источнику питания, генератору и осциллографу, изменяя частоту на входе от 10 Гц до 10 МГц,  измеряем изменение напряжения на выходе нагрузки. Результаты исследования сведены в таблицу 3.1

ЛАЧХ усилительного транзисторного каскада приведена на рисунке 3.1

                                                                               Таблица 3.1  Результаты исследования ЛАЧХ

F(Гц)	Uвых (В)	K	Log(F)	20Log(K)
10	1,5	1	1	0
20	2	1,333333	1,30103	2,498775
30	2,4	1,6	1,477121	4,0824
40	2,5	1,666667	1,60206	4,436975
50	2,5	1,666667	1,69897	4,436975
60	2,6	1,733333	1,778151	4,777642
70	2,6	1,733333	1,845098	4,777642
80	2,6	1,733333	1,90309	4,777642
90	2,6	1,733333	1,954243	4,777642
100	2,7	1,8	2	5,10545
200	2,7	1,8	2,30103	5,10545
400	2,8	1,866667	2,60206	5,421335
800	3	2	2,90309	6,0206
1000	3,1	2,066667	3	6,305409
2000	5	3,333333	3,30103	10,45757
3000	6	4	3,477121	12,0412
4000	8	5,333333	3,60206	14,53997
5000	10	6,666667	3,69897	16,47817
6000	10	6,666667	3,778151	16,47817
7000	10,5	7	3,845098	16,90196
8000	10,6	7,066667	3,90309	16,98429
9000	10,8	7,2	3,954243	17,14665
10000	12	8	4	18,0618
12000	12	8	4,079181	18,0618
14000	12	8	4,146128	18,0618
16000	12	8	4,20412	18,0618
18000	12	8	4,255273	18,0618
20000	12	8	4,30103	18,0618
25000	12	8	4,39794	18,0618
30000	12	8	4,477121	18,0618
35000	12	8	4,544068	18,0618
40000	12	8	4,60206	18,0618
45000	12	8	4,653213	18,0618
50000	12	8	4,69897	18,0618
60000	11,9	7,933333	4,778151	17,98911
80000	11,9	7,933333	4,90309	17,98911
100000	11,9	7,933333	5	17,98911

 

                                                                                                                            Продолжение таблицы 3.1

200000	11,9	7,933333	5,30103	17,98911
400000	11,9	7,933333	5,60206	17,98911
600000	11,9	7,933333	5,778151	17,98911
800000	11,9	7,933333	5,90309	17,98911
1000000	11,9	7,933333	6	17,98911

 

Рисунок 3.1 ЛАЧХ усилительного транзисторного каскада

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В результате выполнения курсового задания я разобрался в принципах работы усилителя электрических сигналов, научился рассчитывать резисторный каскад предварительного усиления, подбирать соответствующий усилительный элемент, производить разработку и изготовление печатной платы с последующим монтажом на неё элементов устройства, то есть получил следующее представление о принципах проектирования усилителей низкой частоты. Данный усилитель способен качественно усиливать электрические сигналы звуковой частоты в заданной полосе пропускания и даже за пределами. Ввиду простоты его принципиальной схемы, данное устройство имеет небольшие габариты. Его просто эксплуатировать и при необходимости устранять неисправности. Все элементы подобраны таким образом, что могут быть легко заменены на новые, то есть их марки и номиналы встречаются довольно часто.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Полупроводниковые  приборы. Транзисторы: Справочник / Под ред. Н.Н. Горюнова –  М.: Энергоатомиздат, 1985. – 904 с.

2. Транзисторы для  аппаратуры широкого применения: Справочник / Под ред. Б.Л. Перельмана. – М.: Радио и связь, 1981. – 656с.

3. Аналоговые и цифровые  интегральные микросхемы: Справочное пособие / Под ред. С.В. Якубовского. – М.: Радио и связь, 1985. – 432с.

 

 

 

 

					КП.210303.103102	Лист
Изм	Лист	№ докум.	Подп.	Дата