Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Електронні пристрої електроустановок
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут післядипломної освіти
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра електропостачання промислових підприємств міст та сільського господарства
Інформація про роботу
Рік:
2012
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Промислова електроніка
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти України
Національний університет “Львівська політехніка”
Інститут післядипломної освіти
Кафедра “Електропостачання промислових підприємств міст та сільського господарства”
КУРСОВА РОБОТА
«Електронні пристрої електроустановок »
з дисципліни :
„Промислова електроніка ”
Розрахункова частина
1.1. Вихідні дані: смуга пропускання підсилювачіа 550-5000Гц, тип транзистора (н-навчальний ) КТн-601А,максимальна допустима напруга база-емітер ,Uдоп=0.2В,максимальний допустимий струм бази Iбдоп=2мА, максимальна допустима напруга колектор-емітер Uкедоп=6В,максимальний допустимий струм колектора Ікдоп=100мА,максимальна допустима потужність розсіювана колектором Ркдоп=0,15Вт
1.2.Короткі теоретичні відомості.
Класифікація підсилювачів може бути вироблена по декількох ознаках: за характером підсилюваних сигналів (підсилювачі гармонійних сигналів, імпульсні підсилювачі і тощо.), по роду підсилювальних елементів (транзисторні, лампові), за призначенням, числу каскадів, роду електроживлення і іншим показникам. Проте однією з найістотніших класифікаційних ознак є діапазон частот електричних сигналів, в межах якого даний підсилювач може задовільно працювати.
Характерною особливістю сучасних електронних підсилювачів є виняткове різноманіття схем, по яких вони можуть бути побудовані. Проте серед цього різноманіття можна виділити найтиповіші схеми, що містять елементи і ланцюги, які найчастіше зустрічаються в підсилювальних пристроях незалежно від їх функціонального призначення. До числа таких типових підсилювальних схем слід віднести каскади підсилювачів низької частоти. Тому вивчення підсилювальних пристроїв доцільно почати саме з розгляду схем УНЧ, з'ясування принципів їх побудови, призначення окремих елементів і порядку їх розрахунку.
Сучасні УНЧ виконуються переважно на біполярних і польових транзисторах в дискретному або інтегральному виконанні, причому підсилювачі в мікровиконанні відрізняються від своїх дискретних аналогів, головним чином, конструктивно-технологічними особливостями, схемні ж побудови принципових відмінностей не мають.
Вхідний сигнал поступає на базу і змінює її потенціал відносно заземленого емітера. Це веде до зміни струму бази, а відповідно, і до зміни струму колектора і напруги на навантажувальному опорі Rк. Роздільний конденсатор Ср1 служить для запобігання протіканню постійної складової струму бази через джерело вхідного сигналу. З допомогою конденсатора Ср2 на вихід каскаду подається змінна складова напруги Uке, яка змінюється за законом вхідного сигналу, але значно перевищує його по величині. Важливу роль відіграють резистори Rб1і Rб2 в колі бази, які забезпечують вибір робочої точки на характеристиках транзистора і визначає режим роботи каскаду за постійним струмом.
Рис. 1. Схема підсилювача низької частоти
Деякі нaстaнови щодо розрахунку пілсплювача
Виписуємо вихідні дані з таблиці І,
Креслимо схему каскаду підсилювача.
Керуючись заданими параметрами транзистора, будуємо його вхідні та вихідні статичні характеристики в іменованих одиницях для свого варіанту завдання (див. рис 2, рис.З).
Будуємо криву обмеження максимальної допустимої потужності Рк, шо виділяється на колекторі:
Ік = f(Uке)=Ркдоп/Uке
Ік =0,15/3=0,05А
Вона має вигляд гіперболи і повинна бути зображена на вихідних характеристиках . Крок зміни бази ∆Іб рівне виразу:
∆Іб=0,5Ібдоп-Ібмін/8
∆Іб=(0,5*2-0,25)/8=0,09мА
Згідно розрахунків крива обмеження допустимої потужності знаходиться за межами вихідних характеристик.
5. На вихідних статичних характеристиках будуємо навантажувальну пряму виходячи з того, що транзистор повинен працювати при максимально можливих напрузі та струмові колектора, але, при цьому, навантажувальна пряма не повинна перетинати криву обмеження потужності.
Навантажувальну пряму будуємо за двома точками:
- точка перетину з віссюUке (при Iк=0) дає нам ЕРС джерела живлення: приймають Ек≤0,5Uкедоп.
- точка перетину з віссю Ік. (приUке=0) дає нам максимальний струм колектора Ік ≤Ікдоп.
Остаточно уточнюємо розміщення навантажувальної прямої так, щоб вона не перетинала криву обмеження потужності, і отримуємо остаточні значення Ек,Ік
6. На одній із вихідних характеристик ,що відповідає струмові Ібо у місці перетину з навантажувальною прямою вибираємо точку спокою 0 таким чином, щоб можна було здійснити приблизно однакові переміщення вздовж навантажувальної прямої не виходячи, при цьому, на нелінійні ділянки вихідних характеристик. Записуємо координати цієї точки спокою: Uко,Іко, шо відповідають значенням початкових струму та напруги бази Ібо,Uбо.
7. Обчислюємо Rе – опір резистора емітера за формулою:
Rе=(0,05÷0,03)Ек/Іео=Uрео/Іко
Rе=(0,05÷0,03)*3/0,025=6,2Ом ,приймаємо 2,4Ом. Оскільки Іко=0,95Іео=Іео.
8. Визначаємо опір резистора Rк в колі колектора за формулою:
Rк=(Uко/Іко)-Rе=1,4/0,025-6,2=50 Ом
9.Для розрахунку опорів Rб1 і Rб2 подільника напруги (він необхідний для забезпечення стабільного протікання струму та напруги бази Ібо,Uбо необхідно знайти величину напруги між базою та спільною шиною (землею) у режимі спокою:
Uбзо=Rе*Іео+Uбо,
Де, Іео-наближено =Іко
Uбзо=6,2*0,025+0,075=0,23В
Значення Uбо отримаємо з вихідної характеристики.
10. Струм дільника напруги, який повинен у (2. .5) разів (краще більше) перевищувати струм Ібо, дорівнює:
Іп=(2÷5)Ібо
Іп=(2÷5)0,000625=0,003125мА
Розраховуємо опори подільника Rб1 і Rб2:
Rб1=(Ек-Uбзо)/(Іп+Ібо); Rб2= Uбзо/Іп.
Rб1=(3-0,23)/(0,003125+0,000625)=739Ом
Rб2=0,23/0,003125=73,6Ом
Максимальне значення колекторного струму не повинне виходити на нелінійну ділянку вихідних характеристик, мінімальне значення Ікмін- не повинне попадати у зону, де струм Іб знаходиться у зоні насичення Ібо=0. Виходячи з цих міркувань з цих міркувань, визначаємо амплітуду вихідного сигналу та відповідні до неї значення Ікміn та Ікмах(за навантажувальною прямою).
За координатами точок перетину навантажувальної прямої і відповідних статичних характеристик визначаємо Ібмах (за Ікмах,Uкмах) та Ібміn (за Ікмін,Uкмін). За відповідною статичною характеристикою визначаємо відповідні Uбмах,Uбмін. За амплітуду вхідного сигналу приймаємо меншу з різниць | Uбо-Uбмах| і | Uбо-Uбмін | -записуємо Uвхт. Остаточно визначаємо Uбмах=Uбо+ Uвхт, Uбмін= Uбо-Uвхт. Знаходимо остаточно уточнені відповідні їм і Ібмах, Ібмін, а на вихідних характерстиках-відповідні їм остаточні значення Uкмах,Uкмін,Ікмах,Ікмін та знаходимо амплітуду вихідного сигналу Uвихт,Івихт.
Будуємо, прив'язуючи до вхідних характеристик, напругу та струм вхідного сигналу бази транзистора, а прив'язуючи до вихідних характеристик - напругу та струм колектора у вигляді відповідних синусоїд.
Величина ємнісного опору Хсе для заданої частоти вхідного сигналу повинна бути приблизно у 10 разів меншою, ніж величина активного опору Rе: Хсе=0,1Rе. Ця величина ємнісного опору повинна розраховуватись при частоті підсилювального сигналу fвх. Виходячи з цього, ємність конденсатора:
Се=5/πfвхср*Rе
Се=5/3,14*2750*6,2=93мкФ
fвхср- середня частота діапазону підсилення.
f вхср= fмах+ fміn/2=500+5000/2=2750Гц
Величину ємності розділювального конденсатора Ср1 необхідно вибрати такою, щоб спад змінної складової вхідної напруги на ньому не перевищував (1...2)% від амплітуди напруги вхідного сигналу
ΔUср1=(0,01...0,02)Uвхт,звідси Ср1=25...50/ πfвхср*Rвх
ΔUср1=(0,01...0,02)=0,02*0,1=0,002В
Ср1=40/3,14*2750*46=101мкФ
де, Rвх - розраховують з умови, що він е результатом паралельного сполучення опору Rб2 з послідовно з'єднаними опорами Rе та Rб: (у режимі спокою Rб=Uбо/Ібо=0,075-0,000625=120Ом); опір Rб1 можна не враховувати.
17. Після розрахунку величин опорів Rб1,Rб2,Rк,Rе і ємностей Ср1,Се їх вибирають і номінального ряду резисторів і конденсаторів, що виготовляються, гак. щоб вони мали значення найближчі до розрахованих.
Rбе=Rе+Rб
Rбе=120+6,2=126,6Ом
Rвх=Rб1*Rбе/Rб2+Rбе=73,6*126,2/73,6+126,2=46Ом
18. Визначаємо сумарну потужність. Р , що виділяється в усіх активних опорах схеми у режимі спокою:
Р‗=І²ко(Rе+Rк)+(Іп+Ібо) ²+Rб1+Іп²*Rб2:
Р‗=0,025²(6,2+50)+(0,003125+0,000625) ²*739+0,003125²*73,6=0,046 Вт
19 Визначаємо потужність Рнав, що виділяється в опорі навантаження від струму змінної складової сигналу (пам'ятаючи, що в даному випадку для спрощення розрахунків Рнав= Rк )
Рнав=(Івихт/√2) ²*Rк
Рнав=(0,0375/√2) ²*50=0,035Вт
Визначимо потужність , що відбирається від джерела живлення:
Рдж=Ек*Іко
Рдж=3*0,025=0,075Вт
21 . Визначаємо коефіцієнт корисної дії розрахованого каскаду
η=Рнав/Рдж
η=0,035/0,075=0,47 *100%=47%
Потужність розсіяння транзистора
Рт=Рдж-Рн
Рт=0,075-0,035=0,04Вт
Визначаємо коефіцієнт підсилення каскаду за напругою. струмом і потужністю.
Кu=Uвихт/Uвхт, Кі =Івихт/Івхт, Кр= Кu* Кі
Кu=1.5/0,05=30; Кі=0,025/0,00075=33,33; Кр=30*33,33=1000
Згідно проведених розрахунків підсилювача низької частоти (ПНЧ) вибираємо конденсатор Ср і Се два штуки типу КМ-6 ємністю 22-1000 мкФ та резисторів в колі емітера-бази та колектора типу БЛП-0,25, від 1-2000Ом та БЛП -0,1 від 1Ом-1000 кОм
Зміст розрахунково-графічної робот.
1. Розрахункова частина.
1.1. Вихідне завдання для конкретного варіанту.
1.2. Детальний опис роботи схеми.
1.3. Розрахунки елементів та режиму роботи схеми.
2. Графічна частина
2.1. Схема підсилювача з позначенням усіх елементів, струмів і напруг - аркуш Л4.
2.2. Часові діаграми та графіки до пояснення роботи підсилювача (міліметровій папір А4).
Рекомендована література
1. Забродин Ю.О. Промышленная электроника:Учебник для вузов.- М.:Высшая школа, 1982.-496с. 2 Лапринемко П.Ю. Справочник по полупроволниковым приборам. - К. Техніка, 1970. - 380 с.
3. Теоретические основы электротехники: в 2-х т. Учебник для вузов./ Нейман Л.Р., Демирчян К.С. - 3-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отл-ние, 1981. — 536 с., ил.
4. 1нструкція до лабораторних робіт та методичні настанови для самостійного вивчення тем з курсу промнслової електроніки (№7, №11, №19). 2. Графічна частина.
2.1. Схема підсилювача з позначенням усіх елементів, струмів і напруг-аркуш А4
Рис. 1. Схема підсилювача низької частоти.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора