Контрольная работа: Расчёт резисторного усилителя напряжения с RC-связью
Название: Расчёт резисторного усилителя напряжения с RC-связью Раздел: Рефераты по коммуникации и связи Тип: контрольная работа |
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Челябинский государственный агроинженерный университет Контрольная работа "Расчёт резисторного усилителя напряжения с RC – связью" студент: Арефкин Т. В группа: 303 преподаватель: Савченко С. А. Челябинск 20051. ЗадачаЗадача: Рассчитать параметры усилителя, построенного по схеме рис. №1, на вход которого подается сигнал амплитудой ис от источника с внутренним сопротивлением Rc . Усилитель должен обеспечить в нагрузке RH требуемую амплитуду выходного напряжения UвыхА .Порядок расчета:Выбор транзистора: 1. Составляем эквивалентную схему усилителя для области средних частот, учитывая при этом структуру транзисторов, и отмечаю на ней все напряжения и токи: 2. Определяем требуемый коэффициент усиления Киос усилителя, охваченного цепью ОС, по исходным данным задачи: 3. Находим коэффициент усиления Ки усилителя с разомкнутой цепью ОС: Примечание . Далее расчеты ведутся для разомкнутой цепи ООС. 4. Находим коэффициент усиления отдельных каскадов, полагая, что они равны между собой, т.е. 5. Выбираем режим усиления класса А, характеризующийся минимальными нелинейными искажениями, и рассчитываем напряжение источника питания Е: где - коэффициент запаса по напряжению. Окончательно напряжение выбираем из стандартного ряда Расчёт оконечного каскада усилителя: 6. Задаёмся сопротивлением резистора Номинальное сопротивление резистора выбираем из табл. П2.1: Вычисляем эквивалентное сопротивление коллекторной цепи: 7. Рассчитываем выходную мощность каскада 8. Находим мощность рассеиваемую коллектором VT2: , где 9. Выбираем транзистор VT2 по величине и учитывая рекомендации из раздела 1.8: Наиболее подходящим транзистором является КТ3102Б, его параметры: 10. Рассчитываем режим покоя транзистора VT2: • Задавшись конкретным значением одной из координат, определяют вторую координату, решая уравнение . Прямая, построенная в соответствии с уравнением на семействе статических выходных характеристик транзистора, называется нагрузочной прямой. Нагрузочная прямая, показанная на рис. 1, построена для случая, когда и . 1-я точка: ; 2-я точка: ; . 11. Находим величины , при , при 12. Оцениваем реальный коэффициент усиления каскада по формуле: 13. Рассчитываем мощность, рассеиваемую резистором по току , и окончательно выбирают тип резистора. Выбираем резистор МЛТ – 0,25 – 510 Ом ± 5% 14. Строим динамическую линию нагрузки (ЛН) на семействе выходных характеристик. 15. Определяем динамический режим работы транзистора. Для этого откладываем на оси абсцисс амплитуду выходного напряжения и делаем вывод о правильности выбора напряжения источника питания. Затем находим амплитудные значения тока коллектора и тока базы . Переносим значения тока на семейство входных характеристик и находим напряжение . 16. Находим сопротивление резистора R8, мощность, рассеиваемую им, а затем выбираем его тип: Выбираем резистор МЛТ – 0,125 – 180 кОм ± 5% 17. Расчет делителя произведем, задавшись значением : Пусть , тогда: , откуда 18. Определяем ток делителя , а затем рассчитываем мощность рассеивания резисторов и и выбираем их тип и номинал. Выбираем резисторы: R5 - МЛТ – 0,125 – 510 кОм ± 5% R6 - МЛТ – 0,125 – 20 кОм ± 5% 19. Вычисляем входное сопротивление оконечного каскада : , где 20. Определяем мощность, потребляемую базовой цепью транзистора VT2 от предыдущего каскада: Расчёт предоконечного каскада усилителя: 21. Вычисляем выходную мощность предоконечного каскада где Кзм - 1,1...1,2 - коэффициент запаса, учитывающий потери мощности в цепи смещения оконечного каскада. 22. Находим мощность Рк.Р , рассеиваемую коллектором VT1: 23. Принимая, с учетом падения напряжения на резисторе фильтра Rф, напряжение питания предоконечного каскада , выбираем транзистор VT1: Наиболее подходящим транзистором является КТ201Б, его параметры: 24. Выбираем сопротивление резистора R3: Пусть, тогда для 25. Рассчитываем режим покоя транзистора VT1: - принимаем ; - вычисляем ток базы покоя . 26. Рассчитываем мощность, рассеиваемую резистором R3, и окончательно выбираем его тип и номинал: Выбираем резистор МЛТ – 0,125 – 8.2 кОм ± 5% 27. Вычисляем эквивалентное сопротивление коллекторной цепи транзистора VT1 в точке покоя : 28. Оцениваем коэффициент усиления предоконечного каскада: 29. Определяем амплитуду коллекторного тока транзистора VT1 Проверяем выполнение условия Iка1 <IKn 1 ; 0,210мА<1мА. 30. Находим амплитудные значения тока базы и напряжения база-эмиттер транзистора VT1: 31. Вычисляем сопротивление резистора R4 и выбираем его номинальное значение и тип: Выбираем резистор: R4 - МЛТ – 0,125 – 4.3 кОм ± 5% 32. Рассчитываем сопротивления резисторов R1 и R2; выбирают их тип и номинал Расчет делителя произведем, задавшись значением : Пусть , тогда: , откуда 33. Определяем ток делителя , а затем рассчитываем мощность рассеивания резисторов и и выбираем их тип и номинал. Выбираем резисторы: R1 - МЛТ – 0,125 – 2 кОм ± 5% R2 - МЛТ – 0,125 – 47 кОм ± 5% 34. Вычисляем входное сопротивление предоконечного каскада Rex 1 в точке покоя: , где 35. Рассчитываем фактические коэффициенты усиления по напряжению оконечного Ки2 и предоконечного Ки1 каскадов, учитывая влияние всех элементов схемы: 36. Определяем общий коэффициент усиления усилителя с разомкнутой цепью ООС Ки , сравнивают его с величиной, полученной в п.З, и делают выводы о правильности расчетов: 37. Находим коэффициент передачи у цепи ООС, обеспечивающий заданную глубину обратной связи: 38. Рассчитываем сопротивление резистора обратной связи Roc , используя выражение , откуда Выбираем резисторы: RОС - МЛТ – 0,125 – 4.3 МОм ± 5% Емкость конденсатора Сос выбираем достаточно большой (Сос ≈С5) Сос - К50 - 12 - 50В – 1мкФ 39. Проверяем выполнение условия R4 + Roc » RН 4300 + 4.3·106 » 460 Для того, чтобы цепь ООС не шунтировала выходной каскад усилителя. 40. Вычисляем входное сопротивление усилителя Rвх oc c замкнутой цепью ООС: 41. Рассчитываем емкости разделительных и эмиттерных конденсаторов: Мв = Мн =1,41 тогда a где Выбираем: конденсаторы С1, С2, С4: К50 - 12 - 12В – 2мкФ конденсатор С5: К50 - 12 - 50В – 1мкФ 42. Определяем значения Сф и Rф Задаёмся падением напряжения на резисторе RФ на уровне Выбираем: конденсатор СФ - К50 - 12 - 50В – 20мкФ резистор: RФ - МЛТ – 0,125 – 1.6 кОм ± 5% 43. Вычисляем полный ток I0 , потребляемый усилителем от источника питания: 44. Рассчитываем к.п.д. усилителя: |