Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
НЧ підсилювач звукових частот на біполярному транзисторі
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра РЕПС
Інформація про роботу
Рік:
2009
Тип роботи:
Контрольна робота
Предмет:
Аналогові електронні пристрої
Група:
РТ-21
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Кафедра РЕПС
/
Комплексна контрольна робота
з курсу «Аналогові електронні пристрої»
на тему «НЧ підсилювач звукових частот на біполярному транзисторі»
Завдання
1.Розрахувати підсилювальний каскад на біполярному транзисторі КТ301.
/
Рис.1.Схема підсилювального каскаду
2.Розрахувати схему без температурної стабілізації і з температурною стабілізацією шляхом введення від’ємного зворотного зв’язку.
3.Змоделювати схему підсилювального каскаду за допомогою програми для проектування р. е. пристроїв – Electronics Workbench (Multisim 10) та зняти характеристики підсилювача.
Розрахунок
1.Основні параметри транзистора КТ301:
IK max=10 мА
UKE max=20 B
Pдоп=150 мВт
h21E=20..60
IКБ0=10 мкА
Розрахунок на постійному струмі
а) Вибираємо напругу джерела живлення з рівності Eк=(0,8÷0,9) UКЕ max
UКЕ max=0,8*20=16 B
б) При виборі робочої точки не можна заходити в зону, де потужність розсіювання є більша за допустиму потужність Рдоп. Будуємо криву, яка буде обмежувати робочу точку за потужністю.
В) На вихідній характеристиці транзистора проводимо навантажувальну пряму. На отриманій прямій вибираємо робочу точку, вибираємо її так, щоб не заходити в область е лінійності.
Рис.2. Вихідна ВАХ транзистора
Отже робочу точку отримаємо з такими параметрами:
UКЕА=6 В
IКА=4 мА
UБЕ зм=0,6 В
IБ=0,4 мА
ЕК=16 В
∆UКЕ=5 В
∆IК=2 мА
∆UБЕ=100 мВ
∆IБ=0,2 мА
Рис.3. Вхідна ВАХ транзистора
Маючи значення струмів і напруг, якими задається робоча точка, можемо знайти значення опору бази та колектора:
RБ=(ЕЖ-UБЕ зм)/IБ=(16-0,6)/0,4*10-3=38,5 кОм
Вибираємо номінальне значення з нормованого ряду Е24 (допустиме відхилення ±5%) опором 39 кОм.
RК=(ЕЖ-UКЕА)/IК=(16-6)/4*10-3=2,5 кОм
Вибираємо номінальне значення з нормованого ряду Е24 (допустиме відхилення ±5%) опором 2,4 кОм.
Розрахунок за змінним струмом
Знайдемо h-параметри транзистора
h11E=RВХ=∆UБЕ/∆IБ=0,1 В/0,2*10-3А=500 Ом
h22E=∆IK/∆UKE=2*10-3А/5 B=0,0004 См
К1=h21E=∆IK/∆IБ=2*10-3 А/0,2*10-3 А=10
Знайдемо КU:
KU=∆UKE/∆UБЕ=5 В/0,1 В=50
Знайдемо КР=KU*K1=50*10=500
PВХ=UВХ*IВХ/2=∆UБЕ*∆IБ/8
PВИХ=UВИХ*IВИХ/2=∆UKE*∆IK/8
PКОР=PBX+PВИХ=1,2525 мВт
P0=UKEA*IKA=24 мВт
η=PKOP*100%/P0=5,21875%
Розрахунок значень розділюваних ємностей
Розрахуємо значення розділюваних ємностей (СР1 та СР2).
Знайдемо опір конденсатора ХСр1 виходячи з нерівності ХСр1<<RВХ
RВХ=h11E=500 Ом; fН=20 Гц
Задамось значенням ХСр1=4 Ом
Знайдемо ємність СР1 з виразу: ХСр1=1/ωН*СР1;
CP1=1/2πfНХСр1=1/502,4=1,99 мФ
Виберемо з нормованого ряду значення ємності СР1: 1,8 мФ
ХСр2<<RK
Задамося значенням ХСр2=9,9 Ом
Знайдемо ємність СР2 з виразу: ХСр2=1/ωН*СР2;
СР2=1/2πfНХСр2=1/1243,44=804,2 мкФ
Виберемо з нормованого ряду значення ємності СР2: 820 мкФ
3.Розрахунок схеми з стабілізацією шляхом введення негативного зворотного зв’язку.
/
Рис.4.Схема підсилювального каскаду із зворотнім зв’язком
Визначаємо на скільки зміститься робоча точка з ростом температури від 25 до 50 0С
Для даного транзистора IКБО=1 мкА
I’КБО=IКБО*e0,08(∆T)=1*10-6*e0,08*25=72,9 мкА
U’ЕБ=UБЕ+ε*∆Т=0,655
I’Б=(ЕЖ-U’ЕБ)/RБ=0,393 мА
I’K=β*I’Б+I’КБО(β+1)=0,209 мА
∆IБ=0,004 мА
∆IK=3,781 мА
U’KE=16-0,209*10-3*2500=15,47 B
Рис.5.Зміщення робочої точки від дії температури
Введемо зворотний зв’язок в даний підсилювальний каскад.
Введення від’ємного зворотного зв’язку приводить до стабілізації робочої точки транзистора, тобто він повертатиме робочу точку в колишнє положення.
Оскільки ми працюємо на низьких частотах, то конденсатор СЕ має великий опір і струм який через нього протікає буде незначний. Тому його вплив розглядати не будемо.
З попередніх розрахунків відомо, що:
IK=0,209 мА; UKE=15,47 B; KU=50
Розраховуємо спад напруги на RK:
URк=IK*RK=0,5016 B
Розраховуємо спад напруги на RE:
URE=2EЖ-URк-UKE=32 B – 0,5016 B -15,47 B=15,677 B
IБ=IK/β=0,719 мА
IE=IK+IБ=0,928 мА
Оскільки опір RE невисокий (RE=2500/50=50 Ом), то вважатимемо, що загальний опір R’E+RE=R’E=URE/IE=16,893 кОм
Визначаємо опір ємності ХСЕ, який повинен бути в 10..50 разів більший за R’E. Задамо
ХСЕ=170 кОм, тоді СЕ=1/2πfНХСЕ=0,047 мкФ
Для стабільної роботи схеми потрібно, щоб через RБ2 протікав струм в 5..10 раз більший за струм IБ
Iпад=IБ*10=7,19 мА
RБ1=(ЕЖ-URE)/(IБ+Iпад)=43,83 Ом
RБ2= (ЕЖ-URE)/Iпад=44,92 Ом
3.Ввожу розраховану схему в програму для проектування р. е. пристроїв – Electronics Workbench (Multisim 10) та знімаю характеристики підсилювача.
/
Рис.6. Осцилограма вхідного і вихідного сигналів
/
Рис.7. АЧХ підсилюючого каскаду
/
Рис.8.ФЧХ підсилюючого каскаду
Висновок
Змоделювавши НЧ підсилювач на біполярному транзисторі КТ301, я визначив коефіцієнт підсилення напруги КU=50, коефіцієнт підсилення струму Кі=10, коефіцієнт підсилення потужності РІ=500. Визначив переміщення робочої точки при температурі 50 градусів Цельсія. І щоб стабілізувати робочу точку ввів від’ємний зворотний зв'язок. Для цього ввів резистори:
R’E=16,893 кОм
RБ1=43,83 Ом
RБ2=44,92 Ом
Також ввів схему в програму Electronics Workbench і зняв частотні характеристики схеми.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора