Файл: Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине Электроника и схемотехника на тему Проектирование усилителя мощности.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.10.2023

Просмотров: 162

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

10. Оформление курсовой работы согласно ГОСТ 7.32-2001 «Отчёт о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления».

3.2 Эмиттерный повторитель №3 на транзисторах VT8, VT7 Рис. 3 Принципиальная электрическая схема эмиттерного повторителя №3Нагрузкой этого эмиттерного повторителя является выходной каскад, поэтому:UН = UBX= 0,34 (В)RН = RВХ.У.М.= 578,086 (Ом) Примем значение тока покоя транзистора VT8 равным 5 мА IП8 = 5 (мА) = 0,005 (А) Рассчитаем напряжение на участке коллектор-эмиттер транзистора VT8: UКЭ8 = Uн+U0 = 0,34 + 1,5 = 1,84 (В)Определим мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистораVT8:PК8 = UКЭ8·IП8 = 1,84 * 0,005 = 0,0092 (Вт) = 9,2 (мВт) Выбираем транзисторы VT7, VT8, в соответствии с полученными параметрами, основные характеристики сводим в таблицу вида: Модель Тип P, Вт Uкэ доп, В Ikmax, A βmin fгр, МГц Iко, мкА VT7 ТМ3А n-p-n 75 15 50 {18…55} 1 10 VT8 ТМ3А n-p-n 75 15 50 {18…55} 1 10 4. Зададимся напряжением питания из расчета, что EК < UКДОППринимаем ЕК = 12 (В)5. Определим ток базы транзистора VT8 (мА)6. Определим ток базы и ток покоя транзистора VT7:По графику зависимости от тока эмиттера определяем, что = (7-10). (мА) (мА)7. Примем ток делителя (мА)Определим значение сопротивления резистора в цепи эмиттера транзистора VT8:IR28=Iб8+IП8 = 0,125 + 5 = 5,125 (мА) (Ом)Принимаем R28 = 2000 (Oм)В соответствии с этим пересчитаем значения напряжений на участке коллектор-эмиттер транзистора VT8 и определим падение напряжения на резисторе 29:UКЭ8=ЕК-R28∙IR28 = 12 – 2000 * 0,0051 = 1,778 (В)UR28=R28∙IR28 = 2000 * 0,0051 = 10,2 (В)8. Определим значение сопротивления резистор R27:R27 = 5 * RН = 5* 578,086 = 2890,43 (Ом)Принимаем R27 = 3000 (Ом)Тогда:IR27= Iб7 = 0,013 (мА)UR27=R27∙IR27 = 3000*0,000013 = 0,039 (В)9. Определим значения сопротивлений резисторов в цепи делителя: = 130 (мкА) (Ом)Принимаем R26 = 91000 (Ом)Тогда:UR26=R26∙IR26 = 91000*0,00013 = 11,83 (В) (В) (А) = 0,143 (мА) (Ом)Принимаем R25 = 1200 (Ом)10. Определим значения эквивалентного сопротивления резистора эмиттера RЭ:RЭ = RH || R26 || R28 || R25 == == == 325,291 (Ом)11. Определим коэффициент передачи повторителя: (Ом) 12. Определим входное сопротивление повторителя: (Ом)13. Определим выходное сопротивление повторителя:Rвых.п. = rЭ8 =4,878 (Ом)14. Определим значение емкости конденсатора С16: (мкФ)Примем С16= 68 (мкФ) в соответствии с Е6.Рассчитаем напряжение, которое необходимо подать на вход повторителя: (В)3.3 Аттенюатор Рис. 4 Принципиальная электрическая схема аттенюатораАттенюатор – это устройство, уменьшающее амплитуду сигнала без искажения его формы. Аттенюатор с помощью резистора R24 обеспечивает плавную регулировку и при помощи резисторов R21-R23 – дискретную.Т.о. аттенюатор должен обеспечивать дискретное переключение диапазонов и плавное изменение сигнала внутри них:(-∞ - 0) дБ(-∞ - - первый диапазон (-0,325)) дБ(-∞ - - второй диапазон (-3,7375)) дБ(-∞ - - третий диапазон (-13,975)) дБВ качестве потенциометра R24 выберем резистор с сопротивлением в пределах от 2,0 до 5,1 кОм. R24 = 3600 Ом.Диапазон ослабления определяется следующим образом: (дБ)Отсюда (Ом) дБ. (Ом)Принимаем значение R21= 150 Ом, в соответствии с рядом Е24.Тогда ослабление будет несколько отличатся от заданного, реально получаем: (дБ) дБ. (Ом)Принимаем значение R22 = 2000 Ом, в соответствии с рядом Е24.Тогда ослабление будет несколько отличатся от заданного, реально получаем: (дБ) дБ. (Ом)Принимаем значение R23 = 15000 Ом, в соответствии с рядом Е24.Тогда ослабление будет несколько отличатся от заданного, реально получаем: (дБ)Определим токи, проходящие через сопротивления аттенюатора: (мА)где входное напряжение аттенюатора соответствует входному напряжению эмиттерного повторителя на транзисторах VT7- VT8:UвхА = UвхП3 =0,34 (В) (мА) (мА) (мА)Рассчитаем мощность, рассеиваемую на резисторах аттенюатора: (Вт) (Вт) = 1,215 (мкВт) (Вт) = 7,2 (мкВт) (Вт) = 4,86 (мкВт) (Вт) = 32 (мкВт)3.4 Эмиттерный повторитель №2 на транзисторах VT6,VT5 Рис.5 Принципиальная электрическая схема эмиттерного повторителя №2 на транзисторах VT6,VT5:В качестве нагрузки данного эмиттерного повторителя примем R24 аттенюатора:UН = UBX А = 0,34 (В)RН = R24 = 3600 (Ом) Примем значение тока покоя транзистора VT6 равным 5 мА IП6 = 5 (мА) = 0,005 (А) Рассчитаем напряжение на участке коллектор-эмиттер транзистора VT6: UКЭ6 = Uн+U0 = 0,34+1,5 = 1,84 (В) Определим мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора VT6: PК6 = UКЭ6·IП6 = 1,84*0,005 = 9,2 (мВт) Выбираем транзисторы VT5, VT6, в соответствии с полученными параметрами, основные характеристики сводим в таблицу вида: Модель Тип P, Вт Uкэ доп, В Ikmax, A βmin fгр, МГц Iко, мкА VT5 М3А n-p-n 75 15 50 {18…55} 1 20 VT6 М3А n-p-n 75 15 50 {18…55} 1 20 Зададимся напряжением питания из расчета, что: Ек=2∙Uкэ6 = 2*1,84 = 3,68 (В)Принимаем ЕК = 6 (В), в соответствии с рядом напряжений источников питания. Определим ток базы транзистора VT6: (А) = 0,125 (мА) Определим ток базы и ток покоя транзистора VT7: По графику зависимости от тока эмиттера определяем, что = (7-10). (А) = 0,013 (мА) (А) = 0,113 (мА) Примем ток делителя (А) = 0,125 (мА) Определим сопротивление резистора в цепи эмиттера транзистора VT6: IR20=Iб6+IП6 = 0,000125 + 0,005 = 0,005125 (А) = 5,125 (мА) (Ом)Принимаем R20 = 820 (Oм)В соответствии с этим пересчитаем значения напряжений на участке коллектор-эмиттер транзистора VT6 и определим падение напряжения на резисторе 20:UКЭ6=ЕК-R20∙IR20 = 6-811,707*0,005125 = 1,840 (В)UR20=R20∙IR20 = 811,707*0,005125 = 4,159 (В) Примем значение сопротивления R19 максимально большим (≈3900-15000 Ом): R19 = 10000 (Ом)Тогда:IR19= Iб5 =0,0000125 (А) = 0,0125 (мА)UR19=R19∙IR19 = 10000*0,0000125 = 0,125 (В) Определим резисторы в цепи делителя (А) = 0,125 (мА)Uбэ5, Uбэ6 примем равными 0,7 В (Ом)Принимаем R18 = 47000 (Ом)UR18=R18∙IR18 =47000*0,000125 = 5,875 (В)Пересчитаем значение напряжения Uбэ5: (В) (А) = 0,138 (мА) (Ом)Принимаем R17 = 910 (Ом) Определим RЭ: RЭ

3.7 Эмиттерный повторитель №1 на транзисторах VT2,VT1 Рис.8 Принципиальная электрическая схема эмиттерного повторителя №1 на транзисторах VT2,VT1Нагрузкой для данного повторителя будет являться входное сопротивление последующего усилительного каскада (на транзисторе VT3), а за амплитуду выходного напряжения примем входное напряжение того же усилительного каскада, т.е.: (В) (Ом)1. Вычислим значение тока, протекающего через нагрузку: (А)2. Определим параметры транзистора VT2: (В), гдеU0=1÷2 В (В) (А) (Вт)3. Выберем транзистор VT2 (n-p-n), в соответствие с полученными параметрами, основные характеристики сводим в таблицу вида: Модель Тип P, Вт Uкэ доп, В Ikmax, A βmin Iко, мА VT2 4. Определим значение тока базы VT2: (А)5. Определим падение напряжения на резисторе R4: (В)6. Определим параметры транзистора VT1: (В) (Вт)7. Выберем транзистор VT1 (n-p-n), в соответствие с полученными параметрами, основные характеристики сводим в таблицу вида: Модель Тип P, Вт Uкэ доп, В Ikmax, A βmin Iко, мА VT1 8. Определим значение тока базы VT1: (А)9. Определим значение тока делителя:Выберем ток базового делителя из условия, что Iд>>Iб. Примем: (А)10. Найдем значение сопротивления резистора R4: (Ом)11. Примем значение сопротивления резистора R3 в пределах 5÷10 (кОм) в соответствии с рядом Е24. Тогда: (В)12. Определим падения напряжений на резисторах базового делителя: (В) (В)13. Определим значения резисторов базового делителя: (Ом) (Ом)Примем значения этих сопротивлений в соответствии с рядом Е24.14. Определяем величину Rэ

Транзисторы:

Стабилитроны:

Стабилитроны:


2. Рассчитаем зависимость коэффициента усиления на ВЧ от частоты:



Определим значение коэффициента частотных искажений в области высоких частот:

, где

(с)

С0на VT4=СК4+СМ+С2 (пФ)

(с)

Определим частоту, на которой Мв= :

=

Решив это уравнение относительно fв получим значение нижней граничной частоты полосы пропускания. Т.О. fв= Гц.

Задаваясь различными значениями частот fв найдем значения соответствующих коэффициенту усиления Kвч:

№
fв, Гц


Mв
Kвч

1












2












3












4












5












6












7














Для расчета ФЧХ воспользуемся формулой:



Задаваясь различными значениями частот f, найдем значения соответствующих фаз :


№
f, Гц


, рад.
, град.
M

1















2















3














4















5















6















7















8















9















10















11















12














13















14















Пользуясь данными расчетов, приведенных выше, необходимо произвести построение АЧХ и ФЧХ:

На рисунке 11 приведена амплитудно-частотная характеристика, на рисунке 12 приведена фазо-частотная характеристика усилителя.

АЧХ



Рис. 11 АЧХ

ФЧХ:



Рис. 12 ФЧХ
8. Карты режимов

В карте режимов необходимо привести информацию обо всех элементах рассчитанного устройства, сведенную в таблицы, следующего вида:
Резисторы:

Позиционное

обозначение
R, Ом
U, В
I, А
P, Вт
Тип

R1*
22000
0,698
0,000032
0,000022
СП3-30-0,125
























































Конденсаторы:

Позиционное обозначение
C, мкФ
U, В
UMAX, В
Тип

С1*
0,043
0,655
25
К10-17














































Транзисторы:


Позиционное

обозначение
Uбэ, В
Uкэ, В
IБ, А
IК, А
IЭ, А
PК, Вт
Тип

VT1*
0,638
4,819
0,0000039
0,000029
0,000033
0,00014
1Т311Л










































































Стабилитроны:


Позиционное

обозначение
UСТ, В
I, мА
P, мВт
Тип

VD1*
12
22,549
0,2705
КС512А1
































*-примеры


9. Спецификация элементов
В спецификации элементов необходимо привести информацию о количестве, наименовании, типе и позиционном обозначении (номере) всех элементах рассчитанного устройства, сведенную в таблицы, следующего вида:
Резисторы:

Позиционное обозначение
Наименование
Количество

R2, R4, R5, R6…*
МЛТ-0,125
35




















Конденсаторы:

Позиционное обозначение
Наименование
Количество

C1, C2, C3, C4, C5…*
К10-17
19




















Транзисторы:

Позиционное обозначение
Наименование
Количество

VT1, VT2, VT3…*
1T311Л
8


















Стабилитроны:


Позиционное

обозначение
Наименование
Количество

VD1*
КС512А1
1



















* - примеры

10. Список использованных источников.
1. Гусев, Владимир Георгиевич. Электроника и микропроцессорная техника [Текст] : учебник для студентов вузов / В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев. - 5-е изд., стер. - М. : Высшая школа, 2008. - 799 с.

2. Лачин, Вячеслав Иванович. Электроника [Текст] : учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки В. И. Лачин, Н. С. Савелов. - 6-е изд., перераб. и доп. - Ростов н/Д : Феникс, 2007. - 703 с

3. Павлов, Владимир Николаевич. Схемотехника аналоговых электронных устройств [Текст] : учебник для студентов вузов/ В.Н. Павлов, В.Н. Ногин . - 3-е изд. - М. : Горячая линия - Телеком, 2005. - 320 с.



Смотрите также файлы