Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Аналіз характеристик малосигнальних підсилюючих каскадів на біполярних
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
ІКТА
Факультет:
ЗІ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2013
Тип роботи:
Звіт до лабораторної роботи
Предмет:
Електроніка та мікросхемотехніка
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ІКТА
кафедра БІТ
З В І Т
до лабораторної роботи №4
з курсу: «Електроніка та мікросхемотехніка, частина 1»
на тему: «Аналіз характеристик малосигнальних підсилюючих
каскадів на біполярних»
Львів – 2013
Мета роботи:
1. Вивчитиосновні характеристики і параметри малосигнальних підсилюючих каскадів.
2. Вивчити метод аналізу малосигнальних підсилювачів за допомогою еквівалентних схем.
3. Вивчити основні характеристики і параметри малосигнальних підсилюючих каскадів на БТ з CЕ, CК і ПРО.
4. Виконати інженерний розрахунок малосигнального підсилювача і розрахувати його основні параметри.
5. За допомогою пакету OrCAD провести аналіз характеристик підсилювача і дослідити вплив елементів схеми на основні характеристики.
Вихідні дані:
Схема включення транзистора: із загальним емітером (рис. 1);
Тип БТ
Uкэ0, В
Iк0, мА
Ег, мВ
Rг, Ом
Rн, кОм
Сн, нФ
КТ358Б
10
5
4
300
8
0.15
Параметри транзистора КТ358Б:
Струк-тура
h21Эmin…h21Эmax
|h21э|/
на f, МГц
Cк, пФ
Cэ, пФ
Iкб0, мкА
Uкэmax, В
Iк max, мА
Pк max, мВт
p-n-p
10…100
4/20
5
15
10
30
30
100
Граничні частоти: fн = 20 Гц, fв = 20000 Гц.
/
Рис. 1. Принципова схема підсилювального каскаду.
1. Розрахунок елементів принципової схеми підсилювального каскаду.
1.1. Для забезпечення стабілізації робочої точки падіннянапруги на резисторі RЕ (потенціал емітера) можна вибрати з умови
(1)
а напруга живлення Uип вибирається відповідно до виразу
(2)
для забезпечення максимального значення амплітуди неспотвореного вихідного сигналу.
1.2. Опір резисторів RЭ і RК знаходимо за виразами
(3)
(4)
З ряду номіналів резисторів вибираємо: Rк = 2 кОм, Rэ = 400 Ом.
1.3. Знаходимо струм бази:
(5)
і потенціал бази транзистора:
(6)
де напругу база-емітер в робочій точці для кремнієвого транзистора можна прийняти Uбэ0 = 0,6 В.
1.4. Для забезпечення працездатності схеми стабілізації задаємося струмом подільника напруги, утвореного резисторами R1 і R2, в десять разів більшого від струму бази:
(7)
1.5. Знаходимо опори R1 і R2:
(8)
(9)
З ряду номіналів резисторів вибираємо: R1 = 12 кОм, R2 = 1,6 кОм.
1.6. Ємності конденсаторів знаходимо з умов:
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
З вхідної вольт-амперної характеристики транзистора знаходимо вхідний опір h11Э:
(15)
Тепловий потенціал φт при температурі 300К дорівнює 26 мВ.
(16)
(17)
(18)
З таблиці номіналів вибираємо конденсатори: C1 = 91 мкФ, C2 = 82 мкФ, Cэ = 220 мкФ.
C1
C2
Cб
R1
R2
Rэ
Rк
91мкФ
82 мкФ
220 мкФ
12кОм
1,6 кОм
400 Ом
2 кОм
2. Розрахунок основних параметрів підсилювального каскаду.
2.1. Розрахунок підсилювальних властивостей каскаду.
Коефіцієнт посилення по струму розраховується за формулою
(20)
Коефіцієнт посилення по напрузі
(21)
2.2. Граничні частоти фільтрів, тобто значення частоти сигналу на яких коефіцієнти передачі зменшуються в √ 2 разів, визначаютьсявиразам
(22)
(23)
(24)
Вибираємо невелике значення: fн = 10,496 Гц.
Для верхньої граничної частоти смуги пропускання підсилювача можна записати:
(25)
(26)
(27)
(28)
Вибираємо найменше значення (fh21б>>fв2 ): fв = 0,53 МГц.
2.3. Обчислюємо загальне значення коефіцієнта частотних спотворень на нижній і верхній граничних частотах:
(29)
(30)
3. Проводимо аналіз розрахованого підсилювача з використанням пакету OrCAD.
3.1. Створюємо документ Schematics, що містить принципову схему розрахованого підсилювача. В якості джерела вхідної напруги V1 використовуємо джерело VAC, призначене для розрахунку частотних характеристик (AC Sweep).
3.2. Виконуємо аналіз схеми по постійному струму.
Iб0мкА
Iк0 мА
Iэ0 мА
Iд мкА
UкэВ
Uэ0 В
Uбэ В
Разрах.
15,81
5
4,8
1581
10
2
0,6
Промод.
46,24
7,141
7,188
451,99
11,178
2,372
0,611
Розраховані значення елементів схеми забезпечують необхідний режим спокою.
Рис.2. Частотна залежність модуля коефіцієнта передачі по напрузі.
3.3. Встановили параметри аналізу AC Sweep, задавши зміну частоти по декадах в діапазонівід 1 до 10 Гц, 10 точок на декаду. Запустили виконання аналізу схеми.
/
Рис.3. Частотна залежність модуля коефіцієнта по струму.
/
Рис.4. Частотна залежність модуля наскрізного коефіцієнта передачі по напрузі.
fн ,Гц
fв ,МГц
Рассч.
6,189
24,49
Промод.
1,49
39,26
Розраховані значення елементів схеми забезпечують необхідну АЧХ підсилювача.
4. Досліджуємо вплив значень елементів принципової схеми на АЧХ підсилювача.
4.1. Вплив опору навантаження/
Рис.5. АЧХ підсилювача при опорах навантаження 4, 8, 16 кОм.
Збільшення (зменшення) опору навантаження підвищує (зменшує) коефіцієнт передачі по напрузі, збільшує (зменшує) fн і fв, звужує (розширює) смугу пропускання підсилювача.
4.2. Вплив опору джерела сигналу.
/
Рис.6. АЧХ підсилювача при опорах джерела сигналу 150, 300, 600 Ом.
Збільшення (зменшення) опору навантаження підвищує (зменшує) коефіцієнт передачі по напрузі, збільшує (зменшує) fн і fв, звужує (розширяє) смугу пропускання підсилювача.
4.3. Вплив ємності розділового конденсатора С1./
Рис.7.АЧХ усилителя при ёмкостях разделительного конденсатора С1 45, 91, 182 мкФ.
Збільшення (зменшення) ємності розділового конденсатора зменшує (збільшує) fн підсилювача.4.4. Влияние ёмкости конденсатора нагрузки.
/
Рис.8. АЧХ підсилювача при ємностях конденсатора навантаження 0,075, 0,15, 0,3 нФ.
Збільшення (зменшення) ємності конденсатора навантаження зменшує (збільшує) fв підсилювача.
Висновок:
У ході проробленої роботи ми вивчили:
основні характеристики і параметри малосигнальних підсилюючих каскадів;
метод аналізу малосигнальних підсилювачів за допомогою еквівалентних схем;
основні характеристики і параметри малосигнальних підсилюючих каскадів на БТ з ПРО;
виконали інженерний розрахунок малосигнального підсилювача і розрахували його основні параметри;
за допомогою пакета OrCAD провели аналіз характеристик підсилювача і досліджували вплив елементів схеми на основні характеристики.
31.05.2014 15:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора