Для повышения КПД используется ключевой режим работы транзисторов, или режим класса Д в котором на управляющие электроды транзистора поступают прямоугольные импульсы. В этом режиме потенциальный КПД составляет 100%, поскольку транзистор не потребляет мощности. Действительно, в непроводящем состоянии транзистора напряжение на нем и > 0, однако ток i = 0, в проводящем состоянии — наоборот: и = 0, i > 0, т.е. мгновенная мощность всегда равна нулю. При усилении непрерывного сигнала длительность прямоугольных импульсов, коммутирующих транзистор оконечного каскада, должна быть пропорциональна его мгновенному значению, для чего используется широтно-импульсная модуляция (IIIИМ). В этом случае ток нагрузки имеет форму, близкую к форме усиливаемого сигнала. В целом усилитель аналоговых сигналов с повышенным КПД содержит предварительный усилитель АС, формирователь, предварительный и оконечный усилительные каскады ШИМ-сигналов, а также фильтр нижних частот для получения аналоговой формы выходного сигнала.

Принцип преобразования спектра. Математические основы анализа. Преобразователи частоты. Принцип работы. Основные параметры. Конструктивные и схемные способы устранения паразитных связей.
При приеме сигнала нескольких станций необходимо перестраивать и збирательный

усилитель, сохраняя при этом высокую избирательность и частотную селекцию, т.е. выделять полезный сигнал на фоне других сигналов и помех. Это достаточно сложная задача, поскольку одновременно необходимо перестраивать несколько контуров в различных каскадах. Данная задача существенно упрощается, если в приемнике используется преобразователь частоты. Преобразователь частоты – РЭУ в составе супергетеродинного приемника, в котором принимаемый сигнал высокой частоты fС, преобразуется в сигнал более низкой, так называемой, промежуточной частоты fПЧ. В состав преобразователя входят гетеродин, смеситель и полосовой электрический фильтр.

---

Гетеродин – автогенератор электрических колебаний, частота которых изменяется пропорционально изменению частоты принимаемого сигнала.Сигнал с частотой fС и колебания гетеродина с частотой fГ подаются на смеситель, на нелинейном элементе которого формируются сложные колебания, содержащие составляющие с комбинационными частотами fС + fГ и fС – fГ. Колебания с разностной (промежуточной) частотой fПЧ = fС – fГ выделяются с помощью полосового фильтра, настроенного на промежуточную частоту. Детектор (демодулятор) – РЭУ, составная часть радиоприемника, в котором осуществляется процесс обратный модуляции, т.е. происходит выделение из принятого, усиленного и преобразованного высокочастотного модулированного колебания переданного сигнала. в усилителях могут самопроизвольно возникать паразитные положительные обратные связи, существенно ухудшающие его работу. Существует несколько видов паразитных обратных связей: – паразитная обратная связь между каскадами через цепи питания;




– емкостная (электростатическая) связь, обусловленная паразитными

емкостями между выходом и входом усилителя;

– магнитная связь, появляющаяся при близком расположении вход-

ных и выходных трансформаторов усилителя. При наличии в усилителе даже слабой положительной связи ухудшается его работа: увеличиваются ч астотные и нелинейные искажения. При сильной паразитной связи (βK ≈1) усилитель самовозбуждается, т.е. в

усилителей возникает генерация на определенной частоте. В многокаскадных усилителях, имеющих один источник питания, возникают паразитные обратные связи между каскадами через цепи питания. Мощные оконечные каскады создают на внутреннем сопротивлении источника питания падение напряжения от переменной составляющей тока. Это переменное напряжение попадает в цепи питания первых каскадов усилителя, вызывая нежелательные паразитные обратные связи. Для устранения таких связей применяют развязывающие RС–фильтры. В некоторых случаях первые каскады усилителя даже имеют отдельные источники питания. Емкостные и индуктивные (магнитные) обратные связи возникают из-за плохого монтажа, когда входные цепи располагаются вблизи выходных. Между элементами входной и выходной цепей возникают емкость и взаимная индуктивность. Такие паразитные связи устраняются экранированием первых каскадов, рациональным монтажом.

---

Вариант – 7

Задача №1 Расчёт выпрямителя Рассчитать выпрямитель, обеспечивающий в нагрузке напряжение U0 при токе I0. Коэффициент пульсаций напряжения в нагрузке – не более КП(%). Произвести обоснованный выбор схемы выпрямителя и её элементов. Конструктивный расчет трансформатора и дросселя фильтра не производить. Построить внешнюю характеристику выпрямителя и нарисовать принципиальную схему спроектированного выпрямителя.

Мостовая схема строится на одной вторичной обмотке трансформатора. Помимо достоинств, характерных для основной схемы, мостовая схема позволяет снизить габаритную мощность трансформатора, не требует вывода средней точки вторичной обмотки.

К недостаткам мостовых схем относится снижение выпрямленного напряжения и увеличение выходного сопротивления из-за последовательного включения вентилей.

Так как выпрямленная мощность невелика, а требования к пульсациям высоки, выбираем мостовую схему выпрямления(рис.1).



Рис.1
Входные данные: U0 – 9 В, I0 – 7 A, Кп – 0,6.

Независимо от полярности напряжения на входе, полярность на нагрузке постоянная, а ток в нагрузке течет в одном направлении. Таким образом, схема преобразует входное переменное напряжение в пульсирующее постоянное напряжение (рис. 2).


Рис.2
Расчёты элементов схемы:

Id=0.5*I0=3.5A.

Величина максимального обратного напряжения диода:

Udmax=0.5Pi*U0=0.5*3.14*9=14.13 В.

В качестве диода выбран – STPS2L25U со следующими характеристиками:

Максимальное обратное напряжение диода: 25 В

Прямой ток диода (средний): 2 А

Прямое падение напряжения: 450 мВ

Обратный ток диода: 90 мкА

Рассчитаем действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора:

U2=1.11*U0=1.11*9=9.99 B.

Мощность нагрузки трансформатора:

Sт=1.11*U0*I0=1.11*9*7=69.93 Вт.

Сопротивление нагрузки:

Rн=9/7=1.29 Ом

Требуемый коэффициент сглаживания С-фильтра:

Kсг1= =3.35

где – коэффициент пульсаций мостовой схемы,

---

– коэффициент пульсаций С-фильтра.

Параметр фильтра (емкость конденсатора фильтра):

Ф

Требуемый коэффициент сглаживания LС-фильтра:



где – коэффициент пульсаций после С-фильтра, коэффициент пульсаций С-фильтра.

Параметр конденсатора принимаем

Параметр катушки индуктивности:



Под нагрузкой выходное напряжение выпрямителя начнёт уменьшаться из-за потерь напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора и диодов. Внешняя характеристика выпрямителя представляет собой зависимость среднего выпрямленного напряжения от среднего выпрямленного тока U_d=f(I_d).

Уравнение внешней характеристики:



где – напряжение холостого хода выпрямителя;

– активное сопротивление трансформатора;

прямое динамическое сопротивление диодов;

ток нагрузки.

Внешняя характеристика выпрямителя, работающего на активную нагрузку, представляет собой прямую линию.



Тогда уравнение внешней характеристики:



Рассчитаем при I=4,6,8 A.

4	8.71
6	8.09
8	7.47

---

Принципиальная электрическая схема мостового двухполупериодного выпрямителя.
Задача №2.

В усилительном каскаде с ОЭ входным сигналом является напряжение на базе, а выходным – напряжение на коллекторе транзистора. Собственно каскад выделен пунктиром, вне которого расположены внешние подключаемые элементы: источник питания постоянного напряжения Uп; источник переменного входного напряжения Uвх с внутренним сопротивлением ru; сопротивление нагрузки Rн. Основное достоинство каскада – высокий коэффициент усиления по напряжению K. Однако каскад имеет низкое входное и высокое выходное сопротивления, что приводит к тому, что сопротивления источника входного напряжения ru и нагрузки Rн оказывают существенное влияние на коэффициент K. Кроме того, на частотную характеристику каскада в области высоких частот, сильное влияние оказывает собственная емкость коллектор-база транзистора. В итоге полоса частот каскада может быть существенно ограничена сверху, особенно при наличии значительного сопротивления ru.

Для решения задачи выбран транзистор К315В со следующими характеристиками:

fгрmax = 100 мГц, Pkmax=150 мВт, Uкэ=40 В, Ik = 100 мА, h21min=30, h21max=120, мА. Eк=30 В.

ΔIк	5 мА
ΔIб	0,05 мА
ΔUкэ=Uкэ0	15,5 В
ΔIк`	3 мА
ΔUк`	14,5 В
ΔUбэ	0,05 В
ΔUбэ`	0,08 В

Построение нагрузочной прямой:

U, В	35	30	25	20	15	10	3,33	4,3
I, мА	4	5	6	7,5	10	15	40	35

ВАХ входная

---

Смотрите также файлы

• Дневникотчет по учебной.doc

• 1 класс игры Откроем сердце другу Цель.docx

• Тема день памяти о геноциде.pdf

• Маоу гимназия 6.pdf

• Специальность 46. 02. 01 Документационное обеспечение управления и архивоведение Дисциплина История.docx