- •Кафедра автоматизации производственных процессов курсоВая работа
- •Техническое задание
- •Введение
- •Аналитический обзор схемы
- •1. Расчет III каскада усиления (эмиттерный повторитель)
- •1.1. Определяем постоянную составляющую коллекторного напряжения :
- •1.3. Устанавливаем величину постоянной составляющей тока эмиттера :
- •1.5. Выбираем транзистор vt3 с учетом выполнения следующих условий :
- •Определение элементов принципиальной схемы
- •2. Расчет II каскада усиления.
- •Определение элементов принципиальной схемы.
- •3. Расчет I каскада усиления.
- •Определение элементов принципиальной схемы
- •3.6. Произведем расчет каскада по переменному току. Определим коэффициент усиления без оос :
- •3.7. Находим сопротивление резистора r4 ,обеспечивающего оос в каскаде усиления :
- •3.8. Определяем ток в цепи делителя смещения :
- •3.9. Находим сопротивления резисторов делителя r1 и r2 :
- •3.10.Рассчитываем общее сопротивление делителя напряжения Rд1 :
- •3.11.Определяем емкость разделительного конденсатора :
- •Пояснительная записка
- •Список используемой литературы
1. Расчет III каскада усиления (эмиттерный повторитель)
1.1. Определяем постоянную составляющую коллекторного напряжения :
Uкэп3 ≥ Um вых + Uкэ3 мин ,где Uкэ3 мин = 1 В
Получаем:
Uкэп3 ≥ 2 + 1 = 3 В
1.2. Находим амплитуду тока эмиттера Im э3 ,пологая R10 >> Rн :
Im э3 = Um вых / Rн
Получаем:
Im э3 = 2 / 100 = 0,02 А
1.3. Устанавливаем величину постоянной составляющей тока эмиттера :
Iэп3 = Im э3 / K3 ,где K3 – коэффициент запаса, равный 0,7
Получаем:
Iэп3 = 0,02 / 0,7 = 0,028 А
1.4. Пологая Iкп3 ≈ Iэп3 ,находим мощность ,рассеиваемую на коллекторе транзистора в точке покоя Pкп3 :
Pкп3 = Uкэп3 · Iкп3
Получаем:
Pкп3 = 3 · 0,028 = 0,084 Вт
1.5. Выбираем транзистор vt3 с учетом выполнения следующих условий :
Iк макс > Iкп3 ; Pк макс > Pкп3 ; Uкэ макс > Ек ; fгр > fв Используем маломощный транзистор n-p-n структуры КТ3102А (зарубежный аналог BC547A)
Параметры транзистора КТ3102А :
Iк макс = 100 А Pк макс = 250 мВт Uкэ макс = 50 В fгр = 150 МГц h21 э = 100 ÷ 200
Зависимости h21 э и h11 э от тока коллектора:
График 1. График 2.
1.6.Расчитываем ток базы покоя .
1.6. Рассчитываем ток базы покоя:
Iбп3 = Iкп3 / h21 э3
По графику 1 определяем значение h21 э3 и берем его равным 145 мА :
Получаем:
Iбп3 = 0,028 / 145 = 0,193 мА
1.7. Выбираем величину напряжения смещения (напряжение база-эмиттер покоя).
В целях упрощения примем Uбэп3 ≈ 0,7 В ,что довольно близко к реальной величине.
Определение элементов принципиальной схемы
1.8. Производим расчет сопротивления в цепи эмиттера R10 :
R10 = Eк – Uкэп3 / Iэп3
Получаем:
R10 = 22 – 3 / 0,028 = 678 Ом
1.9. Находим величину мощности, рассеиваемую на резисторе R10 :
PR10 = Iэп32 · R10
Получаем:
PR10 = 0,0282 · 680 = 0,533 мВт
Выбираем соответствующий стандартный резистор из ряда Е24: R10 = 680 Ом
1.10. Находим сопротивление резистора R9 и выбираем соответствующий стандартный резистор :
R9 = Uкэп3 – Uбэп3 / Iбп3
Получаем:
R9 = 3 – 0,7 / 0, 000193 = 12 кОм
PR9 = I бп32 · R10 = 0,0001932 · 680 = 251,6 мВТ
Выбираем соответствующий стандартный резистор из ряда Е24: R9 = 12 кОм
1.11. Находим входное сопротивление каскада усиления :
Rвх эп ≈ Rвх э + R´н · h21 э3 ,где h11 э3 берем из графика 2 равное 500 Ом
по формуле получаем: R´н = Rн · R10 / (Rн + R10) = 100 · 680 / (100+680) = 87,179 Ом
Подставляя выше полученные сопротивления в формулу Rвх эп ≈ Rвх э + R´н · h21 э3 получим:
Rвх эп ≈ 500 + 87,179 · 145 = 13 кОм
1.12. Определяем емкости разделительных конденсаторов C3 и C5 и выбираем стандартные конденсаторы :
C3 ≥ 1 / 2 ∏ fн Rвх эп Mн2 – 1
C5 ≥ 1 / 2 ∏ fн Rн Mн2 – 1
Получаем:
C3 ≥ 1 / 2·3,14·133·13140·0,626 = 100 мкФ
C5 ≥ 1 / 2·3,14·133·100·0,626 = 33 мкФ
Выбираем соответствующий стандартные конденсаторы из ряда Е6 : C3 = 1 мкФ; C5 = 33 мкФ
1.13. Расчет результирующих показателей
Находим требуемую величину сигнала на выходе III каскада усиления
Um вх3 = Um вых · Rвх эп / R´н · h21 э3
Получаем:
Um вх3 = 2 · 13140 / 87,179 · 145 = 2,079 В
Поскольку ЭП является нагрузкой II каскада усиления, то по значениям Um вх3 = Um вых2 = 2,079 В
и Rвх эп = 13 кОм осуществляем его расчет.