90

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ АВТОМАТИЗАЦИИ,

МАШИНОПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ТРАНСПОРТА

Кафедра Приборостроения

Методические указания

к выполнению курсового проекта по дисциплине «Электроника»

Для специальности

7.090901 - “Приборы точной механики”

Севастополь

2003 г.

УДК

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Электроника»/Сост.: Карташов Л. Е., Сопин Ю. К. – Севастополь: Изд-во СевГТУ, 2003. – с.

Целью настоящих Методических указаний является

Методические указания предназначены для студентов специальности

7.090901 - “Приборы точной механики”.

Методические указания утверждены научно-методической комиссией кафедры Приборостроения ___ _______ 2003 г., протокол № ___

Содержание

Стр.

Введение……………….……………………………………………………………..

1. Расчет транзисторных усилителей мощности в активном режиме……………

1.1. Расчет транзисторного усилителя с общим эмиттером…………………………

1.2. Расчет транзисторного усилителя с общим коллектором………………………

2. Расчет транзисторного усилителя мощности в ключевом режиме…………….

2.1 Методика расчета транзисторного ключа……………………………………….

3. Расчет системы гальванической развязки.………………………………………

3.1 Методика расчета блока оптронной развязки в генераторном режиме……….

3.1.1 Расчет буферного устройства…………………………………………………

2. Расчет блока управления излучателем оптопары……………………………

3.2 Методика расчета блока оптронной развязки в параметрическом режиме….

3.3 Методика расчета блока оптронной развязки на основе транзисторной оптопары…………………………………………………………………………

3.3.1 Расчет буферного устройства…………………………………………………

3.3.2 Расчет блока управления излучателем оптопары……………………………

4. Расчет источников электропитания………………………………………………

4.1 Расчет нестабилизированного источника питания…………………………….

4.1.1 Расчет выпрямителя работающего на емкостную нагрузку………………

4.1.2 Расчет пассивного сглаживающего фильтра……………………………….

4.2 Расчет стабилизаторов напряжения……………………………………………

4.2.1 Расчет полупроводникового параметрического стабилизатора с

балластным резистором……………………………………………………..

4. 2.2 Расчет регулирующих элементов компенсационного стабилизатора

напряжения…………………………………………………………………

4.2.3 Расчет усилителя постоянного тока………………………………………

4.2.4 Расчет интегрального стабилизатора К142 ЕН1………………………..

4.2.5 Расчет мощного стабилизатора К142 ЕН1……………………………..

4.2.6 Расчет стабилизатора К142 ЕН3,4…………………………………………..

5. Расчет фильтров информационных систем……………………………………..

5.1 Расчет фильтров верхних частот……………………………………………….

5.2 Расчет полосовых фильтров……………………………………………………

Библиография…………………………………………………………………………

Приложение А Параметры интегральных стабилизаторов серии К142………….

Приложение Б Примеры расчета стабилизаторов на базе ОУ…………………….

Б.1 Расчет маломощного стабилизатора напряжения……………………………..

Б.2 Расчет мощного стабилизатора с малыми пульсациями……………………….

Б.3 Расчет параметрического стабилизатора с транзисторным фильтром………….

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические указания (МУ) включают краткие теоретические сведения о базовых электронных устройствах различного назначения (транзисторные усилители тока и напряжения, системы гальванической развязки и источники электропитания), а также и методики их расчета.

Для расчета транзисторных усилителей используются два способа: графоаналитический и аналитический. При графоаналитическом методе необходима информация о входных и выходных характеристиках транзистора (по справочнику). Аналитический метод расчета вытекает из теории полупроводниковых приборов и является приближенным. Однако на практике данный метод дает вполне удовлетворительные результаты.

Гальваническая развязка информационных сигналов применяется в системах управления для исключения электрической (гальванической) связи между источниками управляющего и исполнительного сигналов. Данная задача сводится к электрическому разделению общих проводов источника и приемника информации за счет обеспечения информационной связи между ними с помощью дополнительного (например, оптического) канала. При использовании оптического канала связи для гальванической развязки применяются, оптоэлектронные преобразователи, (ОЭП), в качестве которых используются диодные и транзисторные оптопары (оптроны). Фотоприемник диодной оптопары (фотодиод) может работать в генераторном и параметрическом режимах. Фотоприемником транзисторной оптопары является фототранзистор, обладающий внутренним усилением фототока базы.

Источники электропитания (ИЭП) должны обеспечить требуемую мощность в нагрузке, допустимый уровень пульсаций выходного напряжения и необходимую полярность последнего.

В качестве нагрузки ИЭП могут выступать различные устройства. Элементы автоматики и исполнительные устройства производственного оборудования (реле, пускатели, электромагниты, вибраторы, электродвигатели и т.п.) в ряде случаев питаются от трехфазной сети переменного тока частоты , равной 50 Гц (с фазным напряжением , равным 220 В, линейным напряжением , равным 380 В), а в ряде случаев - от однофазной сети с фазным напряжением =220В, либо от источника постоянного тока с напряжением =12, 24, 36 В.

Интегральные операционные усилители (ОУ) обычно питаются биполярным напряжением Е_п=±(5...15) В±1%.

В цифровых ТТЛ-структурах сигналу логической единицы соответствует уровень напряжения U¹=(2,5...4,5) В, а сигналу логического нуля - уровень напряжения U⁰=(0,3...0,4) В; в В МОП-структурах U¹=E_п, U⁰ < Е_п. Цифровые микросхемы структуры ТТЛ питаются напряжением E_п=+5В±0,1%, а микросхемы МОП-структуры - напряжением Е_п=(5...25) В±0,25%.

Информационные устройства питаются от стабилизированного источника постоянного тока с напряжением = (5...24) В.

Согласно ЕСКД по проектированию электрических схем, после окончания их расчета составляется перечень элементов принципиальной электрической схемы (по аналогии со спецификацией механических устройств).

Для составления перечня элементов проектируемого усилителя, элементы его принципиальной схемы необходимо пронумеровать с использованием буквенно-цифровой системы обозначений, принятой в ГОСТ.

С  конденсаторы; D  микросхемы; DA  аналоговые микросхемы;

DD  цифровые микросхемы.

L  индуктивности; R  резисторы;

VD  полупроводниковые диоды; VT  транзисторы.

Нумерация элементов принципиальной схемы осуществляется в направлении «сверху вниз» и «слева направо».