Файл: elektronika.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.02.2024

Просмотров: 214

Скачиваний: 3

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

преобразования переменного напряжения в постоянное, нрнмеляомые для этого схемы и их эффективность при использовании сглаживающих фильтров и без них. При изучении вибропрсобразователей, полупроволппковых преобразователей 11 термогенераторов необходимо УСВОИТЬ принцип их работы.

.'1ИТЕРАТУРА: 4, гл. 21, 22; 5, r.;i. H.

Вопросы

<)ля

самопротчжи

1. Назовите

нсточппки

-J.ICKI pomi I AMI^I

J , I C K I р о н и ы х

устройств и

причпш)!

П[)пмс1]сы|1я iiptM)6|);ri(.!i;in-,iiiM'i тока.

2. Нарисуйте !1р11ициииаль!1ук) •-;л('кт()11Ч(чк\'|()

схему пре-

образователя

напряжения

на

транзисторах

(рспсрст-.чого

.генератора) и объясните принцип его работы.

3. Назовите

типы

сглаживающих (j)n,'ii)rp()i!,

MpiiM(4i',i(,'-

мых в выпрямительных устройствах.

4.На каком принципе основана работа нибрап.поииы.ч п полупроводниковых преобразователей?

5.Назовите назначение и типы опорных э.пемептои. при меняемых в стабилизаторах напряжешш.

Т е м а

7. Импульсные устройства

Изучение импульсных

устройств

следует начать

с

р:ц -

смотрения видов и параметров электрических

импу.'п.гт.!х

сигналов, а также методов их анализа. Затем следус-т

ii.iy

чить виды импульсных neneii: линейные, пелинейпые,

дп(()-

ференцируюп1ие, ит1тегрируюп!.ие.

Одтпш

из

основных

J.H-

ментов импульсных

цепей

явл.чется

ключ,

иужпо

подробив)

изучить принцип его работы (режимы отсечки, насыщения,

нор(мальный активный режим, инверсный активный

режим).

На базе импульсных устройств реализуются такие

элект-

ронные устройства, как тртгггера, одповпбраторы,

мультивиб-

раторы, блокинг-генераторы.

Следует изучить их

структуру

и принцип работы.

ЛИТЕРАТУР.Л: 4, гл. 14, 15, :б.

Вопросы

для

самопроверки

I. Объясните принцип

работы транзисторного

ключа в

различных режимах работы.

2.

На каком

принципе построена работа автоколебатель-

ного

мультивибратора?

3.

Назовите

типы нелинейных цепей, применяемых

в нм-

пул ьс п ы X у ст р о й с тв а X.

М Е Т О Д И Ч Е С К И Е УКАЗАНИЯ ПО В Ы П О Л Н Е Н И Ю

КО Н Т Р О Л Ь Н О Й РАБОТЫ

Внастоящее П1)смя одним из основных элементов различных ycTpoiicTB автоматики, измерительной техники, устройств автоматического регулирования и управления является ycHJurrc.ib электромагнитных колебаний.

Овладение методикой расчета усилительного каскада позволит глубже попять принципы работы различных электронных устройств и методик их расчетов. Задачей данной контрольной рабог!,! является овладение ^методикой расчета усилительного 1ч;'.с1-;ада па транзисторе по постоянному и пере-

менному току с учетом температурной

стабилизации режи-

ма работы трапзпстора.

При вь\11о.:1нении контролыюй работы необходимо соблю-

дать следующие требования:

1. Изучить соответствующие

разделы

курса и разобрать-

ся в порядке и методе решения

задачи.

2.[Решение должно сопровождаться краткими, по исчерпывающими пояснениями.

3.Текст, формулы и числовые выкладки должны быть нанисаиы чернилами четко и аккуратно.

4.

Работа

выполняется

чернилами

с оставлением

полей

для

замечаний

рецензента.

5.

Схемы

и

другой графический

материал

выполняются

на

миллиметровой бумаге,

которые

вклеиваются в тетрадь.

6.

На первую страницу

коптро.'!ьной

работы

должно

быть

вклеено индивидуальное задание. Без этого контрольная ра-

бота не

зачитывается.

Бланк индивидуального задания помещен в конце методи-

ческих

указаний.

На

бланке индивидуального

задания

указываются:

фа-

милия,

инициалы студента,

его

шифр,

дата

выдачи

и

под-

пись выдавшего задание.

Индивидуальное задание

студент должен

вклеить

в

свою

контрольную работу, без него контрольная работа не зачитывается.

Исходные данные для выполнения контрольной работы

выдаются преподавателем кафедры.

13

12

в

связи с тем, что методические указания рассчитаны

на 4

года каждый студент должен использовать только один

лист

индивидуального задания.

КО Н Т Р О Л Ь Н О Е З А Д А Н И Е

ДЛ Я СТУДЕНТОВ ЧЕТВЕРТОГО КУРСА

С о д е р ж а н и е

з а д а н и я

Д л я усилительного каскада

ii;i т[)аи;и1Сторе, включенном

по схеме (рис. 1) с общим эмиттером, требуется определить:

Р и с .

1.

Принципиальная

электриче-

ская схема

усилительного каскада но схе-

ме

с общим эмиттером.

1.Номиналы элементов R, С.

2.h — параметры в рабочей точке.

3.R m — входное сопротивление каскада.

4.R-BbnK — выходное сопротивление каскада.

5.

/(ик —коэффициент

передачи

(усиления)

напряжения

входного сигнала,

приложенного ко

входу транзистора.

6.

/С'ик — коэффициент

передачи

(усиления)

но

напряже-

нию сигнала, приложенного ко входу каскада.

7.

К\к — коэффициент

передачи

(усиления)

каскада по

входному току сигнала

через

базу

транзистора.

8.

К \ к — коэффициент

передачи

(усиления)

по

входному

току

каскада.

9.

Ярк — коэффициент

передачи

(усиления)

по

мощности

сигнала на входе каскада.

10. /в — крайнее

верхнее

значение усиливаемой

полосы

частот.

14

11./ш — предельная рабочая частота по шуму.

12./(ш — коэффициент шума на средних частотах. Исходными данными к расчету служат:

Явхк — амплитуда

напряжения

на

входе

каскад:.;

Rj. — сопротивление

источника сигнала;

Rn — сопротивление

нагрузки;

/н — крайнее

нижнее значение

усиливаемой по-

лосы частот;

М„, Л1в — допустимые

частотные искажения

на НПУ . - Ш^й

II 1;1Ч)х:!еи

граничных частотах;

Г®Л'„;,к-

крайние

значения рабочих

температур;

/:'к — илиряжение источника

питания;

-

()1 поеительное

откло!!еице

тока

коллектора;

/к

Тип трап:!11ет()ра, его параметры, входные и выходные вольтамиериые .\а1)актернстикн приведены в приложении.

Методика расчета усилительного каскада на транзисторе

Одним n.i

основных этапов

расчета усилительного каска-

да является

иыбор

исходного

режима

работы транзистора и

его стаби.'икития.

В режиме

покоя

усилительного каскада,

когда нет еии.ала,

нужно правильно

выбрать рабочую точ-

ку транзистор;!, т. е. значение тока покоя /к и напряжения

покоя Uk- (/габилгкчация иолол<ения рабочей

точки является

осиовны.м

уелоиием обеспечения

нормальной

работы

каска-

да и его выео1чих качественных показателей.

В

отличие от

электроннсл"! .лампь?, траь'зистор часто не может

нормально'

работать в ext-мах со слабой стабилизацис)!

режима.

Ре-

жим работы траи:и1етора выбирается по семей, гвам

входных

и выхбдных \ар;!ктерпстик. Он определяется

назначением

каскада,

требоват1ем

к его КПД,

нелинейным

искажением

и т. д. Рабочая точка

выбирается

с

учетом того,

чтобы

зна-

чения

напряжений и

токов транзистора и. превышали мак-

симально допустим!.:х

напряжений на 1м-.,.1екторе

Иктгх

'л

тока

/ к т а х , 3 TAK/IVC

МОЩНОСТИ раСССЛНИЯ И З

КОЛЛСКТОрб

•^к гаах-

Врежиме усиления класса А выбор рабочей точки определяется величиной максимального выходного напряжения каскада.

Вкаскадах предварительного усиления, где амплитуды сигнала невелики, рабочую точку можно выбирать таким об-

:i -448

1 5

разом, чтобы получить желаемые величины napaMexpoL' транзистора и всего усиления. После того, как рабочая точка выбрана, нужно обеспечить ее в реальной схеме с помощью источников питания, смещения и режимных резисторов. Такие расчеты можно выполнить аналитически. Поскольку наибольшее расирострапепис имеют каскады, в которых транзистор работает по схеме с общим эмиттером, возьмем эквивалентную схему па рис, 2.

..rS^llli!.

J

Р и с . 2.

»KiHiiiiijioimiasi

схема у.-пли-

Ч'сльииго

каскада для

приращений.

С методической точки зрения и

с точки зрения получения

правильных результатов, расчет усилительного каскада следует проводить с помощью аналитических формул в сочетании с графическими построениями на входных и выходных

характеристиках транзистора. Расчет проводится

в несрдаль-

ко этапов.

1. Расчет режима усилительного каскада по

постоянно-

му току. На этом этапе иаходятся примериые значения спп-

ротивлений

резисторов и определяются

значения

/г — пара-

метров. Строится

нагрузочная прямая

по постоянному току

и выбирается рабочая точка.

2.

Производится

расчет

элементов

схемы,

обеспечиваю-

щих

стабильность

рабочей

точ]':и.

3.

Расчет

режима

усилительного каскада

по

переменно-

му току. Строится нагрузочная прямая но переменному току. Определяется размах амплитуд по току и напряжинио на входе и выходе каскада. Определяются параметры:

^liKf -KIK, ^рк, Rbiaxk, RBXK-

4. Рассчитывается частотная характеристика каскада. Определяются значения емкостей конденсаторов схемы и верхней граничной частоты усиливаемой полосы /в-

5. Рассчитывается коэффициент шума и предельная ча-

стота по шуму.

П р и м е р

р а с ч е т а

Расчет однокаскадпого усилителя по схеме, с ОЭ.

Исходные данные для

расчета:

6^вхк=0,5 В; /^, =

1 кОм;

^^„ = 0,1 кОм; /„

= 1 0 0 Гц;

Мн = Ме=

0,7;

Г А „ И „ = 233°К;

Г/Смак = 313°К;

Е к = \ 0

В;

относительное

изменение

тока

коллектора

=0,3. Тип транзистора—ГТ

308Б.

I. 1';1счст режима по постоянному току

Определяем з.пачение сопротивления резистора Rk-

Обыч-

но Rk находит

п;! неравенства

/ ( к > 1 +

•

" к

где Ки — коч|})фпциепт,

учитывающий

соотношение

сопро-

тп!!.,'1енпй резистора

Rk И нагрузки

Rn.

/(R= (1,2 — 1,5) — для

низкоомной

нагрузки

(Rn<cl

кОм),

К|5= (1,5—5,0) — для

высокоомной

нагрузки

кОм) .

Из исход m,(X

данных

^?н==0,1 кОм, поэтому

мол<но

взять

значение

А',г

0,2

кОм.

Определяем :;начение сопротивления резистора.

оиреде.чим

из условия

(0,1—0,5)

Чем бо.мыпе значение Rs,

тем глубже

отрицательная об-

ратная связь по постоянному току и, следовательно, термостабильность схемы будет лучше. Учитывая, что относительное отклонение пжа коллектора должно быть сравнительно небольшим ]! заданном диапазоне температур +40°1\, возь-

мем /?э = 0,5 /^к - 0,1 кОм.

На

выходных

характеристиках

рисунка

3 по двум

точ-

кам строим нагрузочную

прямую:

1-я точка — I . = 0;

=

= 10 В

2-я т о ч к а - / . =

^

= 33 мА.

Д л я

режима класса

А рабочую

точку

необходимо

выб-

рать так, чтобы крайние отклонения рабочей точки не захо-

дили в область отсечки или в область нелинейной части

17

16

Входные

жар-KU

^

fJQ

CQ

Ib

MА

\ '1«t

Л §

«V

0

1

1

1,2

Л

i,0

0,8

in

0,6

1'е

J4

///

к'

6х

г

0.2

1 5 1

//

V J

O /

f

1аf

/

j

2

0

"'f

0,0 IL s . В

h. т.

Выходные

хор -KU

O.Sm.^

6

Р и с . 3. Входные и выходные характеристики транзистора.

18

вольт-амперной характеристики. Поэтому выбираем положение рабочей точки посередине нагрузочной прямой.

Д л я точки покоя А получим:

Uk, = 5 В; / К = 1 5

мА.

Определим

мопцюсть

рассеивания

на

коллекторе тран-

зистора Рк'.

Р к =

и,.,-h

Р к

= 5 - 1 5 - 1 0 - 3

= 7 5 - 1 0 - 3 В т .

Следовательно, по моп^ности рассеивания на коллекторе

режим

допустим.

Определим ток базы в рабочей точке:

/б = 300 мкА — из выходных характеристик.

Имея

значение

5 В и /б = 300

мкА, найдем рабочую точ-

ку на

входных

характеристиках. В

области

рабочей точки с

помощью характеристических треугольников по выходным и входным xapaKTcpnciмкам определяются значения hs параметров (см. рис. 3).

На рисунке 3 псдостаюпию характеристики пунктирными кривыми наносятся от руки. Значения токов базы и напряжений на коллекторе недостающих выходных и входных характеристик задаются усрелнс1П1ыми по соседним сверху вниз, слева и справа характеристикам. В результате имеем

значения Лэ — параметров в

рабочс!'!

точке при включении

транзистора по схеме с ОЭ;

Лиз — входное сопротивление

транзистора

.

0.2

к о м

/ii23 — коэффиипеит

обратной

связи

по

напряжению транзи-

стора

1 0 -

ДУкэ

22.5

^223 — выходная проводимость

транзистора

А',,

8

= 0 , 4 3

мСм

Лгь — коэффициент

передачи

тока

транзистора

/ ь

0 , 0 5

л/б

!9

Смотрите также файлы