Курсовая работа: Розрахунок номіналів компонентів електронних схем
Название: Розрахунок номіналів компонентів електронних схем Раздел: Рефераты по коммуникации и связи Тип: курсовая работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Національний технічний університет України “КПІ” Кафедра Фізичної та біомедичної електроніки КУРСОВА РОБОТА з курсу Аналогова схемотехніка тема Розрахунок номіналів компонентів електронних схем Зміст 1. Підсилювальні каскади на біполярних транзисторах 1.3 Кінцеві схеми з вказаними номіналами елементів 2. Активні RC–фільтри нижніх частот 2.3 Кінцеві схеми з вказаними номіналами елементів 3.3 Кінцева схема з вказаними номіналами елементів Висновки 1. Підсилювальні каскади на біполярних транзисторах 1.1 Початкові дані
Рис 1.1 Підсилювальні каскади на біполярних транзисторах,,включені за схемою: а) з загальним емітером; б) з загальною базою Табл. 1
Для даних схем включення і у відповідності з номером варіанта був вибраний транзистор МП39. Це германієвий сплавний транзистор p-n-p типу. Призначений для використання в каскадах підсилення напруги проміжної та низької частоти, імпульсних та інших пристроях радіоелектронної апаратури широкого використання. Випускаються в металоскляному корпусі з гнучкими виводами. Рис.1.1. Транзистор МП39 В таблиці 2 представлені основні характеристики вибраного транзистора. Табл. 2. Основні характеристики транзистора МП39
Табл.3. Гранично допустимі експлуатаційні дані транзистора МП39
1.2 Розрахунок параметрів для схеми з ЗЕ Транзистор обирається з вимоги забезпечення необхідної амплітуди вихідного сигналу і смуги пропускання при заданій вихідній напрузі та коефіцієнті частотних спотворень в області верхніх частот : Вибираємо (для p-n-p транзистора живлення набуває від`ємного значення ) Опір резистора RK ОЭ , і допустима ємність конденсатора навантаження Cн.доп. обираються з умови На сімействі вихідних характеристик транзистора побудуємо лінію навантаження по постійному струму і визначимо положення точки спокою (Uкэ A , Iк A , Iб A ) для режиму класа А. На сімействі вхідних характеристик транзистора по Iб A визначається напруга початкового зміщення Uбэ A . Рис. 1.2 Сімейство вхідних характеристик транзистора МП39 схеми з ЗЕ (А - обрана робоча точка). Рис. 1.3 Сімейство вихідних характеристик транзистора МП39 схеми з ЗЕ (А- обрана робоча точка). При заданих Е1 =-10 В маємо Uкэ A =- 5 В, Iк A = 20 мА, Iб A = 500 мкА, Iэ A = Iк A +Iб A =20,5 мА , Uбэ A =-0.27 В. Опір резисторів забезпечуючих початкове зміщення фіксованим струмом бази: Емність розподільчих конденсаторів С1 , С2 1.3 Розрахунок параметрів для схеми з ЗБ Транзистор обирається з вимоги забезпечення необхідної амплітуди вихідного сигналу і смуги пропускання при заданій вихідній напрузі та коефіцієнті частотних спотворень в області верхніх частот : Вибираємо (для p-n-p транзистора живлення набуває від`ємного значення ) Опір резистора і допустима ємність конденсатора навантаження обираються як і в схемі з ЗЕ, тобто На сімействі вихідних характеристик транзистора побудуємо лінію навантаження по постійному струму і визначимо положення точки спокою (Uкб A , Iк A , Iэ A ) для режиму класа А. На сімействі вхідних характеристик транзистора по Iэ A визначається напруга початкового зміщення Uэб A . Рис. 1.2 Сімейство вхідних характеристик транзистора МП39 схеми з ЗБ (В - обрана робоча точка). Рис. 1.3 Сімейство вихідних характеристик транзистора МП39 схеми з ЗБ (В- обрана робоча точка). При заданих Е1 =-10 В і Е2 =-1 В маємо Uкб A =0 В, Iк A = 20 мА, Iэ A = 20 мА, Iб A = Iк A +Iэ A =40 мА , Uэб A =0.32 В. Опір резисторів забезпечуючих початкове зміщення фіксованим струмом бази : Ємність розподільчих конденсаторів С1 , С2 2. Активні RC–фільтри нижніх частот 2.1 Початкові дані Частота зрізу . Схеми фільтрів наведені на рис. 2.1 2.2 Методика розрахунку Параметри компонентів схеми для фільтрів нижніх частот 1–го порядку , обираємо ; , ;
Рис. 2.1. Схеми фільтрів нижніх частот: а – першого порядку; б – другого порядку. . Для фільтрів нижніх частот 2–го порядку , обираємо ; , ; , ; ;, . В якості операційного підсилювача можна взяти модель К140УД6. 2.3 Кінцеві схеми з вказаними номіналами елементів Схеми фільтрів першого та другого порядків наведені на рис. 2.2. 3.1 Теоретичні відомості Лінійні електронні осциляторні схеми, які генерують синусоїдальний вихідний сигнал, складаються з підсилювача і частотно-вибіркового елемента - фільтра. Схеми генераторів які використовують RC кола, комбінацію резисторів і конденсаторів, в їх частотно-вибіркових частинах називаються RC генераторами. 3.2 Початкові дані Частота генерації , 10 Вихідна напруга , 2 Схема генератора представлена на рис. 1. Рис. 2.2 Схеми фільтрів нижніх частот с вказаними номіналами елементів: а – першого порядку; б – другого порядку.
Генератор з мостом Віна. В схемі (рис. 1) RC–генератора використовується частотно–залежний позитивний зворотній зв'язок (міст Віна) і частотно–незалежний негативний зворотній зв'язок (НЗЗ) за допомогою резисторів та . Для зменшення нелінійних спотворень в ланцюгу НЗЗ резистор шунтується двома зустрічно ввімкненими стабілітронами , з напругою стабілізації . Коли напруга на виході ОП стає більше стабілітрон (в залежності від полярності ) відкривається та шунтує резистор , зменшуючи тим самим коефіцієнт підсилення і попереджує досягнення рівня . Резистор дозволяє регулювати амплітуду вихідної напруги віл до . Вибір та розрахунок допоміжних параметрів. Приймаємо , . Обрана модель операційного підсилювача: К140УД6 Вхідний струм , 100 Різниця вхідних струмів, Вхідний опір , Напруга зміщення нуля , Коефіцієнт підсилення напруги Коефіцієнт ослаблення синфазних вхідних напруг , 70 Частота одиничного підсилення , Вихідний опір , 150 Максимальний вихідний струм , 25 Максимальна вихідна напруга , Максимальна вхідна диференціальна напруга , Напруга живлення , Струм споживання , Вибір стабілітрона: , , таку напругу стабілізації має стабілітрон КС133Г. Розрахунок опорів та ємностей , ; , . Резистори , обираються у відповідності з умовами ;, де , – вхідний, вихідний опір ОП. Обираємо , . При таких значеннях опорів вказані вище умови виконуються: ; . 3.4 Кінцева схема з вказаними номіналами елементів Схема представлена на рис. 2. Рис. 2 Висновки В даній курсовій роботі проведено розрахунок типових підсилювальних каскадів на біполярних транзисторах, активних RC–фільтрів нижніх частот та RC–генераторів. Розглянуто і обґрунтовано методику розрахунків. |