Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Uбт1
Iбт1
Uоб1
–амплитудноеО БзначениеР АнапряжениеЗ Ена базеЦ;
–амплитудное значение тока базы;
–напряжение покоя базы.
5.4. Определение основных параметров выходного каскада
Входное сопротивление базоэмиттерного перехода транзистора
VT1(VT2)
Rвхбэ1 = UI бт1 .
бт1
ВходныеОсопротивленияБ РверхнегоАиЗнижнегоЕплечаЦвыходного каскада в силу комплементарности транзисторов можно считать одинаковыми, поэтому входное сопротивление выходного каскада
Rвх13 ≈ Rвх24 ≈ Rвхбэ1 +(R3|| Rвхбэ3 ) Iкm1 + Rн Iкm3 .
Iбm1 Iбm1
Амплитудное значение входного напряжения:
UвхВКm =Uбm1 +Uбm3 +Uкm3 ;
Требуемое падение напряжения Uод1,2 на диодах VD1, VD2
О БUодР1,2 = 2UАоб1 +UЗоб3 . Е Ц
Если величина напряжения U од1,2 получается в преде-
лах (0,8…1,6)В, то можно обойтись двумя диодами, а если получается больше, то необходимо включать последовательно 3–4 диода.
Из результирующей вольтамперной характеристики последовательно включенных диодов определяют требуемое значение тока Iод
через цепочку R1-VD1-VD2-R2, но в любом случае должны выполняться следующие условия:
О Б Р А З Е Ц
16
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
О Б |
Род |
Аоб1З Е Ц |
|||||
|
I |
од |
≥ (0,5...1)мА |
|
|||
|
I |
|
≥ (2...3)I . |
|
|||
Сопротивление R1, R2 делителя напряжения |
|||||||
R1 = R2 = |
2Eп −U од |
|
. |
||||
Iод |
|||||||
|
|
|
|
|
|||
Входные сопротивления верхнего и |
нижнего плеч каскада |
||||||
с учетом шунтирующего действия резисторов R1 и R2: |
|||||||
О Б Р А З Е Ц |
|||||||
RВК |
= |
(R1|| R2) || R |
) |
||||
вх |
|
|
|
вх13 |
|
||
Среднее значение коэффициента усиления по напряжению выходного каскада
KuВК = UUкВКm3 . вхm
Среднее значение амплитуды входного тока выходного каскада
U ВК IвхВКm = RвхВКm вх
МощностьОсигналаБнаРвходе выходногоА ЗкаскадаЕ Ц
PвхBK = 0,5(UвхВКm IвВКхm ) .
Коэффициент полезного действия всего каскада
η= |
Pн |
|
|
. |
|
1 |
|
||
|
2Eп[Iок3 + Iод + Iок1 + |
(Iкm1 + Iкm3 )] |
||
|
π |
|||
|
|
|
|
|
УточненноеОзначениеБ РмощностиА, рассеиваемойЗ ЕоднимЦтранзисто-
ром VT3( VT4 )
17
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
О Б Р RАн |
З |
|
Е Ц |
||||
P |
|
= 0,1 |
U к2m3 |
+ E I |
. |
|
|
к3 |
max |
|
|
|
п oк3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тепловое сопротивление корпус–среда:
Rtк−с = tкPmax −tв − Rtп−к ,
к3max
где Rtп-к – тепловое сопротивление подложка-корпус. Площадь радиатора
О БSР= T 1Аtк−с см2З, Е Ц
R
K
где KT = (0,0012...0,014), Вт см-2 град-1 – коэффициент теплоотдачи.
5.5. Расчет элементов связи
Целью данного расчета является определение величин емкостей разделительных и конденсаторовC1 и C2 .
Наличие указанных реактивных элементов приводит к завалу амлитудно-частотной характеристики усилителя в области низких частот и, соответственно, к возникновению сдвига фаз между входным и выходным сигналом. В то же время, согласно заданию на про-
ект, величина фазового сдвига не должна превышать ϕ . Обеспе-
О Б Р А З Е Цдоп
чить это требование можно, правильно распределив допустимые значения фазовых сдвигов.
Допустимый фазовый сдвиг ϕi ,вносимый одним реактивным сопротивлением в i-м каскаде определяется соотношением:
ϕ= ϕдоп
iNк
где Nк – число реактивных элементов в i-м каскаде; ϕi – допустимый
фазовый сдвиг в i-й разделительной RC- цепочке.
О Б Р А З Е Ц
18
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
С учетомОвыбранногоБ РраспределенияА ЗфазовогоЕсдвигаЦемкости разделительных конденсаторов рассчитывают по формулам:
|
|
|
|
|
Срi = |
1 |
, |
|
|
|
|
|
|
2πfнR' tgϕi |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где R' |
= R |
|
+ R ; |
R |
|
– выходное сопротивление предыдущего |
||
|
вых |
вх |
вых |
|
|
|
||
каскада; |
Rвх |
– входное сопротивление последующего каскада (либо |
||||||
нагрузки); fн – нижняя граничная частота усилителя.
Допустимые рабочие напряжения на разделительных конден-
саторах выбирают из условия: |
|
|
|
О БUCдоп |
≥(1,1...1,2)(E |
+ E |
) . |
Р Ап1 |
Зп2 |
Е Ц |
|
Полученное значение UCдоп округляется в сторону большего стандартного значения для типовых значений напряжений.
ОБ Р А З Е Ц
ОБ Р А З Е Ц
19
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
О Б Р А ЗПЕр и лЦо ж е н и е 1
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ И ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра электротехники и электроники
О Б Р А З Е Ц
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе
«РАСЧЕТ ВЫХОДНОГО КАСКАДА УСИЛИТЕЛЯ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ»
по курсу “Общая электротехника и электроника»
РуководительОработыБ Р А З ЕДорошковЦА. В.
Выполнил студент |
Сидоров Ю. В. |
группы 231
О БСанктР-ПетербургА 2007З Е Ц
20
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
О Б Р А ЗПЕр и л оЦж е н и е 2
Статические характеристики транзисторов
а |
б |
О Б Р А З Е Ц
Рис. 1. Статические характеристики транзисторов КТ3102А,В и КТ3107А,В:
а– входные; б – выходные
ОБ Р А З Е Ц
Рис. 2. Входные статические характеристики
транзисторов КТ502А-Е
О Б Р А З Е Ц
21
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
ОБ Р А З Е Ц
ОБ Р А З Е Ц
Рис. 3. Выходные статические характеристики транзисторов КТ502Б-Г
О Б Р А З Е Ц
Рис. 4. Выходные статические характеристики О БтранзисторовРКТА502А, ЗВ, Д, ЕЕ Ц
22
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
ОБ Р А З Е Ц
ОБ Р А З Е Ц
Рис. 5. Входные статические характеристики транзисторов КТ503А-Е
О Б Р А З Е Ц
ОРис. 6. БВыходныеРстатическиеА характеристикиЗ Е Ц транзисторов КТ503А, В, Д, Е
23
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
ОБ Р А З Е Ц
ОБ Р А З Е Ц
Рис. 7. Входные статические характеристики транзисторов КТ814А-Г и КТ815А-Г
а |
б |
О Б Р А З Е Ц
Рис. 8О. ВыходныеБстатическиеР АхарактеристикиЗ ЕтранзисторовЦ:
а – КТ814А-Г; б – КТ815А-Г
24
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
аО Б Рб А З Е Ц
О Б Р А З Е Ц
Рис. 9. Входные статические характеристики транзисторов:
а– КТ816А-Г; б – КТ817А-Г (б)
ОБ Р А З Е Ц
ОРис. 10БВыходныеРстатическиеА характеристикиЗ Е Ц транзисторов КТ816А-Г
25
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
ОБ Р А З Е Ц
ОБ Р А З Е Ц
Рис. 11. Выходные статические характеристики транзисторов КТ817А-Г
а |
б |
О Б Р А З Е Ц
Рис. 12. Начальные участки выходных статических характеристик транзисторов:
О Ба –РКТ816АА-Г; б – КТЗ817А-ЕГ Ц
26
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
аО Б Р А Зб Е Ц
О Б Р А З Е Ц
Рис. 13. Входные статические характеристики транзисторов: а – КТ818А-Г; б – КТ818АМ-ГМ
а |
б |
О Б Р А З Е Ц
Рис. 14О. ВходныеБстатическиеР АхарактеристикиЗ ЕтранзисторовЦ: а – КТ819А-Г; б – КТ819АМ-ГМ
27
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
ОБ Р А З Е Ц
ОБ Р А З Е Ц
Рис. 15. Выходные статические характеристики транзисторов КТ818АМ-ГМ, КТ818А-Г
О Б Р А З Е Ц
Рис. 16. Выходные статические характеристики ОтранзисторовБ РКТ819А-Г, КТЗ819АМЕ-ГМ Ц
28
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
ОБСПИСОКРЛИТЕРАТУРЫА З Е Ц
1.Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника и микропроцессорная техника: учеб. для вузов – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Высш. шк., 2004, 790 с.;
ОБ Р А З Е Ц
ОБ Р А З Е Ц
ОБ Р А З Е Ц
29
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
|
О Б Р А З Е Ц |
|
|
СОДЕРЖ НИЕ |
|
1. |
ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАСЧЕТА........................... |
1 |
2. |
ТРЕБОВАНИЯ К ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКЕ ...................... |
5 |
3. |
ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ |
|
|
СХЕМЫ............................................................................................... |
6 |
4. |
ПОРЯДОК ЗАЩИТЫ КУРСОВОЙ РАБОТЫ............................... |
6 |
5. |
ВЫБОР И РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ................. |
7 |
|
линииО Б Р А З Е Ц |
9 |
|
5.1. Выбор выходных транзисторов........................................... |
|
|
5.2. Выбор режима работы по постоянному току и построение |
|
|
нагрузки ............................................................................ |
11 |
|
5.3. Выбор предвыходных транзисторов и режимов работы их |
|
|
по постоянному току. Построение линии нагрузки.................. |
14 |
|
5.4. Определение основных параметров выходного каскада... |
16 |
|
5.5. Расчет элементов связи......................................................... |
18 |
П р и л о ж е н и е 1 ................................................................................ |
20 |
|
П р и л о ж е н и е 2. Статические характеристики транзисторов..... |
21 |
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...................................................................... |
29 |
|
О Б Р А З Е Ц
О Б Р А З Е Ц
30
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя
О Б Р А З Е Ц
Дорошков Александр Валентинович
РАСЧЕТ ВЫХОДНОГО КАСКАДА УСИЛИТЕЛЯ
Методические указания к выполнению курсовой работы по курсуО«ОбщаяБ электротехникаР А Зи электроникаЕ Ц» для студентов по направлению подготовки бакалавров – 220200 «Автоматизация и управление»
ипо направлению подготовки дипломированных специалистов
–220301 «Автоматизация технологических процессов и производств пищевой промышленности» всех форм обучения
Редактор
Л.Г. Лебедева
Корректор
Н.И. Михайлова
О Б Р А З Е Ц
_____________________________________________________________________
____
Подписано в печать . .200 . Формат 60×84 1/16.
Печать офсетная. Усл. печ. л. Х,ХХ. Печ. л. Х,ХХ. Уч.-изд. л. Х,ХХ Тираж 300 экз. Заказ № C ХХ
_____________________________________________________________________
___
СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9 ИПЦ СПбГУНиПТО Б. 191002,РСанктА-ПетербургЗ, улЕ. ЛомоносоваЦ, 9
31
Дорошков А.В. Расчет выходного каскада усилителя