1. Пояснительная записка

Введение

1. Общая часть ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Специальная часть

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Конструкторская часть

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________

Заключение

Список использованных источников

Приложения

II Графическая часть

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________

Руководитель проекта____________________________

ДАТА ВЫДАЧИ СРОК ВЫПОЛНЕНИЯ

задания задания

______________ __________________

Задание получил __________________________________________________

Приложение в

Приложение г Электрический расчёт. Расчёт резисторного каскада на биполярном транзисторе

Расчёты электронных схем имеют свою структуру, которая определяет последовательность действий. Каждый расчёт должен содержать техническое задание, в которое входят исходные данные для расчёта и перечень того, что надо получить в результате расчёта.

Исходные данные:

Полоса усиливаемых частот f_н=20Гц , f_в=20 кГц , допустимые частотные искажения на верхних и нижних частотах М_н=М_в=1,12, требуемый коэффициент усиления по току К_{i треб}=12, напряжение источника питания Е_к=9В, входное сопротивление следующего каскада R_{вх сл}=720 Ом, ёмкость С_{бэ сл}=2^.10^{- 8} Ф, эквивалентное сопротивление делителя для подачи смещения в цепи входа следующего каскада R_{д сл}=1600 Ом,

I _{вх сл}=1,5 мА .

Требуется определить:

Тип транзистора, положение точки покоя на статических характеристиках и данные режима по постоянному току, сопротивления и ёмкости элементов принципиальной схемы каскадов, коэффициенты усиления по напряжению и по току, реальные частотные искажения в схеме.

Таким образом, в соответствии с заданием определяется последовательность расчёта: выбор типа транзистора и его режима по постоянному току, определение элементов принципиальной схемы, расчёт ведётся в схеме с общим эмиттером, в режиме А. Принципиальная схема каскада имеет следующий вид:

Принципиальная схема предварительного усилителя УЗЧ

Выбор типа транзистора и режима работы по постоянному току.

1. Транзистор выбирают по предельной частоте f _h21э и по требуемому усилению по току h_21э:

; .

;

Выбор производим среди маломощных транзисторов, предпочтительнее кремниевых.

Выбираю транзистор КТ301В, который удовлетворяет этим условиям. Его параметры:

f_h21э= 500кГц, h_{21э min}= 20, h_{21э max}=60, h_11э=1130 Ом, U_{кэ max}=20 В, I_{к мах}=10мА,

Рк max=150 мВт, h_22э=13 ^. 10^-6 См.

1. Определяем коллекторный ток в точке покоя I_ко:

, но не меньше тока I_к, при котором обеспечивается соответствие параметров, указанных в паспорте.

2. Находим напряжение в точке покоя U_кэо=(0,4…0,5)Е_к=0,4 ^. 9=3,6 В

3. Определяем положение точки покоя на статических характеристиках транзистора КТ301В и нахожу ток базы в точке покоя I_бо=0,075 мА.

4. По входной характеристике, снятую при |U_кэ|>0, для тока I_бо находим входное напряжение в точке покоя U_бэо=0,6 В

а) б)

Выходные (а) и входная (б) характеристики транзистора КТ301В

Определение элементов принципиальной схемы

5. Выбирают эмиттерную стабилизацию точки покоя. Задаются падением напряжения на резисторе R_э в цепи температурной стабилизации

U_Rэ=(0,2…0,3) ^.Ек. Чем больше U_Rэ, тем сильнее отрицательная обратная связь(ООС) по току и схема работает стабильнее, но увеличиваются потери напряжения источника Е_к.

U_Rэ=(0,2…0,3) ^.Ек=0,2 ^. 9=1,8 В и находим R_э=U_Rэ/I_эо,

где I_эо= I_ко+ I_бо= 3+0,075=3,075 мА,

.

Мощность, выделяемая на этом резисторе,

Выбирают стандартный резистор типа МЛТ-0,125 с сопротивлением 600 Ом.

6. Определяеют ток делителя в цепи смещения

I_д=(3 ^. 10) ^.I_бо=10 ^. I_бо=10 ^. 0,075=0,75 мА.

7. Определяют сопротивления резисторов R_д1 и R_д2

.

Выбирают стандартные резисторы сопротивлением R_д2=3,2 кОм и R_д1=8 кОм типа МЛТ-0,125.

Определяют и .

8. Общее сопротивление делителя

R_д= R_д1 ^. R_д2/( R_д1+ R_д2)=3,2 ^. 10^{3 .} 8 ^. 10³ /(3,2 ^. 10³ + 8 ^. 10³)=2,285 кОм

9. Определяют ёмкость С_э, шунтирующую сопротивление R_э:

С_э=(5…10)/2π^.f_н^.R_э

Для того чтобы эта ёмкость не вносила заметных частотных искажений на нижних частотах, выбираем её сопротивления во много раз меньше сопротивления R_э.

С_э=5/2π^.f_н^.R_э=5/3,14 ^. 20 ^. 585=13,6 мкФ

Выбирают электролитический конденсатор типа К50-6 ёмкостью 15 мкФ и напряжением 6,3В.

10. Определяем сопротивление резистора в цепи коллектора

R_к=(E-U_Rэ-U_кэо)/I_ко=(9-1,8-3,6)/3 ^. 10^-3= 1,2 кОм.

Мощность, выделяемая на резисторе:

Выбирают стандартный резистор типа МЛТ-0,125 сопротивлением 1200 Ом.

11. Определяем емкость разделительного конденсатора, исходя из заданных частотных искажений на нижних частотах:

,

где R_{н экв}= R_к ^. R_вых/(R_к+R_вых); при R_вых>>R_к; R_{н экв}»R_к:

R_н= R_{вх сл} ^. R_{д сл}/(R_{вх сл}+R_{д сл})=720 ^. 1600/(720+1600)=496,55»500 Ом

R_вых транзистора КТ301В равно 76 кОм.

R_{н экв}= R_к ^. R_вых/(R_к+R_вых)=1200 ^. 76 ^. 10³/(1200+76 ^. 10³)=1181,35»1200 Ом

Выбирают стандартный конденсатор С_р типа К50-16 ёмкостью 10 мкФ и напряжением 16 В.

12. Выполняют выбор элементов регулятора громкости и тембра. Резисторы R2, R5, R6 имеют одинаковое сопротивление; резисторы R3 и R4 вычисляются из условия, что R3=10R2, R4=0,1R2; резисторы R7,R8 вычисляются из условия, что R7=0,1R6, R8=10R6. Конденсаторы С2, С4 так же выбираются из условия, что С2=10С1, и С4=10С3. Номиналы элементов регулятора громкости и тембра рассчитывают из определённых условий.

Расчёт результирующих показателей

13. Определяют коэффициент усиления каскада по току

14. Определяем коэффициент усиления каскада по напряжению

;

где .

15. Рассчитывают АЧХ каскада по формулам

где R_{в экв}= R_к ^.R_вых/( R_к+R_вых)

С_о=С_вых+С_{бэ сл} » С_{бэ сл}, так как С_{бэ сл} >> С_вых.

где R_{в экв}=R_вых ^.R’_н/( R_вых+R’_н); при R_вых>>R’_н; R_{в экв}=R’_н

R_{в экв}= R_к ^. R_вых/( R_к+R_вых)=1200 ^. 76 ^. 10³/(1200+76 ^. 10³)=1181,35»1200 Ом

С_{бэ сл}=2 ^. 10^-8 Ф

Результаты расчёта сведём в таблицу.

Таблица Г.1

f, Гц	25	50	100	5000	10000	20000
М	1,16	1,04	1,01	1,028	1,11	1,38

Строим АЧХ каскада при значениях:

f=0,5fн; fн; 2fн-0,5fв; fв; 2fв.