Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2009
Тип роботи:
Розрахункова робота
Предмет:
Електроніка та мікросхемотехніка
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Розрахункова робота
з дисципліни « Електроніка та мікросхемотехніка »
Виконав ст. гр. КС-31
Перевірив:
Вітер О.С.
Львів 2009
Завдання №1. Для заданої схеми підсилювального каскаду вибрати тип транзистора і побудувати динамічні характеристики для постійного і змінного струмів. Вибрати положення робочої точки в режимі спокою і здійснити розрахунок каскаду за постійним струмом.
Розрахувати значення всіх елементів схеми і вибрати їх номінальні значення і типи згідно з ГОСТ-ом. Розрахувати основні параметри схеми (вхідний і вихідний опори, коефіцієнти підсилення за напругою і за струмом). Розрахувати значення коефіцієнтів частотних спотворень на низьких і високих частотах. Для підсилювачів потужності побудувати наскрізну динамічну характеристику каскаду і визначити значення коефіцієнта гармонік.
№
варіанту
PН
(Вт)
RН
(кОм)
Uвих.m
(В)
МН
(дб)
fН
(Гц)
fВ
(кГц)
RГ
(кОм)
TОС
(оС)
35
-
4
8
2.8
100
200
100
+5 +60
Схема підсилювального каскаду в схемі з спільним стоком забезпечує значно більший вхідний опір ніж схема з спільним витоком. Цю схему часто називають також витоковим повторювачем напруги, оскільки її коефіцієнт підсилення за напругою менший від одиниці. Основна перевага схеми витокового повторювача напруги – це велике значення вхідного опору і мала вхідна ємність. Вплив вхідної ємності різко зменшується, особливо коли коефіцієнт підсилення за напругою прямує до одиниці
Для розрахунку схеми задано: Rг – опір джерела вхідного сигналу; Uвих.m – амплітудне значення вихідної напруги; Rн – опір навантаження; fн – значення нижньої робочої частоти; Мн[дб] – коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті в децибелах.
Рис.4.1.6. Схема каскаду попереднього підсилення на польовому транзисторі в схемі зі спільним стоком
Динамічні навантажувальні характеристики каскаду
для постійного ( dc ) і змінного ( ab ) струмів
транзистора 2П-308А
Розрахунок транзисторного каскаду в схемі з спільним стоком
Визначаємо амплітудне значення струму в навантаженні
Приймаємо значенням струму стоку транзистора в режимі спокою з умови
Знаходимо мінімальне значення напруги між витоком і стоком транзистора в режимі спокою
де – напруга насичення транзистора, яка залежить від значення струму стоку і типу транзистора. Переважно напруга насичення для малопотужного польового транзистора складає
Визначаємо напругу живлення каскаду
Приймаємо значення напруги живлення .
(значення напруги живлення приймаємо виходячи з нормалізованого ряду: 5В, 6В, 9В, 10В, 12В, 15В, 18В, 20В, 24В, 27В, 30В, 36В, 40 В, 50В, 60В, …, 100В).
При виборі типу транзистора керуємося такими вимогами:
Вибираємо тип польового транзистора, який має такі основні електричні параметри: S; rсв; Uвід ; Iс.макс; Із.вит; Cзв; Cзс.
Вибираєм польовий транзистор 2П-308А з керуючим n-р переходом і каналом n-типу.
Розраховуємо значення опору резистора в колі витоку
Визначаємо початкове зміщення між затвором і витоком транзистора
Визначаємо напругу на затворі в режимі спокою
.
Вибираємо струм подільника напруги в колі затвору з умови і розраховуємо значення опорів резисторів подільника
Визначаємо еквівалентний опір вхідного подільника напруги
Розраховуємо коефіцієнт підсилення каскаду за напругою
де – еквівалентний опір навантаження каскаду
Визначаємо значення вхідної ємності каскаду
Вхідний опір каскаду має чисто ємнісний характер, а ємнісnна складова вхідного опору на робочій частоті fр буде дорівнювати
Мінімальне значення повного вхідного опору каскаду
Значення вихідного опору залежить від значення Rв, також від крутизни польового транзистора S
Витоковий повторювач напруги не дозволяє отримати таких низьке значення вихідного опору, як у емітерного повторювача напруги, але його вихідний опір не залежить від внутрішнього опору джерела вхідного сигналу.
Розподіляємо частотні спотворення на нижній частоті між усіма конденсаторами схеми , переводимо частотні спотворення на нижній частоті у відносні одиниці (Мн=100,05·Мн[дб] ) і розраховуємо значення ємностей конденсаторів
де – коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті за рахунок конденсатора С1.
де – коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті за рахунок конденсатора С2.
Завдання №4. Пояснити принцип роботи заданої схеми RC-генератора, навести частотну і фазову характеристику фазозсуваючої ланки. Вибрати тип операційного підсилювача і розрахувати основні параметри схеми. Розрахувати значення всіх елементів схеми і вибрати їх номінали і типи згідно з ДЕСТ- ом.
№
варіанту
Uвих m
Fн
Fв
RН
Tmin
Tmax
1
5
20
200
50
0
+50
Розрахунок RC-генератора на операційному підсилювачі
з мостом Віна
Для розрахунку генератора задано: Uвих.m ( амплітудне значення вихідної напруги; Rн ( опір навантаження; fн ( нижня робоча частота; fв ( верхня робоча частота; Тоc.макс ( максимальна температура оточуючого середовища.
Для забезпечення самозбудження необхідно на вхід підсилювача подавати частину вихідної напруги, яка рівна вхідній і збігається з нею за фазою. Для отримання гармонічних синусоїдальних коливань необхідно, щоб ці умови виконувалися лише на одній частоті і різко порушувалися на всіх інших частотах. Ця частота називається частотою квазірезонансу. Необхідних фазовий зсув формується за допомогою фазоповертаючої ланки (ФПЛ), яка складається з декількох RC-ланок і служить для повороту фази вихідної напруги підсилювача на певний кут (= n·2π, де n = 0, 1, 2,....) на частоті квазірезонансу.
Рис.4.3.1. Схема електрична принципова RC-генератора на операційному підсилювачі
В схемі генератора застосована послідовно-паралельна RC-ланка, яка називається мостом Віна і забезпечує нульовий фазовий зсув на частоті квазірезонансу. Фазочастотна характеристика моста Віна наведена на рис.4.3.3. Коефіцієнт зворотного зв'язку такої ланки дорівнює (зз=1/3. Це означає, що мінімальний коефіцієнт підсилення за напругою, при якому виконується умова балансу амплітуд, повинен дорівнювати Ku=1/(зз=3.
Рис.4.3.2. Структурна схема RC-генератора
Розрахунок починаємо з вибору типу інтегрального операційного підсилювача виходячи з таких умов
де − максимальна додатна і від'ємна напруги на виході операційного підсилювача.
Максимальна швидкість наростання вихідної напруги операційного підсилювача повинна задовольняти таку вимогу
Вибираємо операційний підсилювач К14ОУД14 і використовуємо такі його електричні параметри:
Рис.4.3.3. Фазочастотна характеристика моста Віна
Для симетричного моста Віна частота квазірезонансу буде дорівнювати
Мінімальне значення вхідного опору Zвх мін моста Віна повинно бути таким, щоб він не перевантажував вихідне коло підсилювального каскаду
де Rмін ( мінімальне значення опору одного плеча моста Віна.
Змінний резистор, який призначений для плавного регулювання частоти, повинен бути здвоєним, щоб забезпечувати одночасну зміну опорів кожного плеча моста Віна
Знаходимо значення конденсаторів С1 і С2 для верхньої частоти діапазону
Коло від'ємного зворотного зв’язку забезпечує стабілізацію амплітуди вихідної напруги і покращує форму вихідного сигналу. Стала часу термістора R5 повинна бути значно більшою від максимального періоду частоти квазірезонансу
Визначаємо значення спаду напруги на термісторі R5
Вибираємо тип термістора. Вольт-амперна характеристика термістора зображена на рис.4.3.4. За вольт-амперною характеристикою будуємо залежність RT = F(IT), яка наведена на рис.4.3.5. Вибираємо робочу точку А термістора на ділянці максимальної крутизни. Для цієї точки знаходимо значення RTА, ІТА, UTА.ора
Тип термістора ТП2/0.5
Рис.4.3.4. Вольт-амперна характеристика термістора
Рис.4.3.5. Залежність опору термістора від струму.
Розраховуємо значення резистора R4 з умови забезпечення необхідного коефіцієнта підсилення за напругою
Вихідний каскад на транзисторах VT1 і VT2 виконаний за схемою комплементарного повторювача напруги і призначений для узгодження вихідного опору генератора з опором навантаження.
Визначаємо амплітудне значення струму в навантаженні
Живлення комплементарного повторювача здійснюється від двополярного джерела напруги, що дозволяє отримати на його виході напругу необхідного значення. Для комплементарного повторювача напруги VT1 і VT2 вибираємо транзистори з різним типом провідності і однаковими параметрами: VT1 (n-p-n), а VT2 (p-n-p). Розраховуємо значення вихідного опору комплементарного повторювача напруги
Визначаємо вихідний опір генератора на ОП з урахуванням від’ємного зворотного зв'язку за напругою
Задаємося значенням коефіцієнта частотних спотворень на нижній частоті Мн(дб) в децибелах за рахунок ємності конденсатора С3 і розраховуємо його значення
де ( коефіцієнт частотних спотворень на нижній частоті у відносних одиницях ().
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора