АналоговСЦ електроннСЦ пристроСЧ

контрольная работа: Коммуникации и связь

Документы: [1]   Word-104992.doc Страницы: Назад 1 Вперед

ЗмСЦст


1. Задача №1. Однокаскадний пСЦдсилювач

ГрафоаналСЦтичний розрахунок робочого режиму

Розрахунок параметрСЦв транзистора

Розрахунок кСЦл змСЦщення каскаду

2. Задача №2. ПСЦдсилювач потужностСЦ середнього класу якостСЦ

ВибСЦр схеми пСЦдсилювача

Висновок

ЛСЦтература

Додатки

1. Задача № 1. Однокаскадний пСЦдсилювач


Завдання:

Розрахувати каскад пСЦдсилення на бСЦполярному транзисторСЦ за параметрами:

дСЦапазон частот пСЦдсилювальних коливань 20Гц...12 кГц;

опСЦр навантаження Rн = 5 кОм;

напруга джерела живлення Ек = 15,0 В;

опСЦр резистора навантаження Rк = 1,0 кОм;

амплСЦтуда змСЦнного струму бази РЖmб = 0,045 мА;

допустима потужнСЦсть розсСЦювання на колекторСЦ Рк. макс = 240 мВт.


Рисунок 1.1 - Схема каскаду пСЦдсилення, що розраховуСФться.


АналСЦз схеми. Каскад пСЦдсилення, що наведено на рис.1.1, СФ пСЦдсилювачем напруги. ВихСЦдна напруга з'являСФться внаслСЦдок протСЦкання колекторного струму СЦк по резистору навантаження Rн (перетворення струму у напругу). ВхСЦдна змСЦнна напруга Uвх подаСФться через роздСЦлювальний конденсатор Ср1 на перехСЦд база - емСЦтер, вона змСЦнюСФ струм бази СЦб, якСЦй викликаСФ набагато бСЦльший струм СЦк, котрий викликаСФ падСЦння напруги СЦк Rн.

Транзистор ввСЦмкнутий за схемою зСЦ спСЦльним емСЦтером: джерело сигналу, емСЦтер та навантаження каскаду мають спСЦльну точку. Схема мСЦстить кола живлення з фСЦксованою напругою Uбе й емСЦтерну стабСЦлСЦзацСЦю робочоСЧ точки, яка ТСрунтуСФться на послСЦдовному негативному зворотному звтАЩязку НЗЗ через резистор Rе. Напруга UR2 >U на 0,1...0,5В, СЦ транзистор вСЦдкритий, тобто перехСЦд база-емСЦтер змСЦщенСЦ у прямому напрямку при вСЦдсутностСЦ вхСЦдного сигналу. Конденсатором Се заблоковано резистор Rе за змСЦнним струмом. МСЦiевий НЗЗ, потрСЦбний для стабСЦлСЦзацСЦСЧ показникСЦв пСЦдсилювача та зниження спотворень.

Розрахунок схеми вибираСФмо графоаналСЦтичний метод розрахунку робочого режиму транзистора.


ГрафоаналСЦтичний розрахунок робочого режиму


За початковими даними вибираСФмо транзистор виходячи з того, що пряма навантаження на вихСЦдних характеристиках повинна перетинати сСЦмейство тих характеристик, що забезпечують потрСЦбний розмах вхСЦдного струму. Один з таких транзисторСЦв - КТ 312А. Його параметри:


Ik max = 30 mA.

Uкэ max = 20 В.

Uкб max = 20 В.

Pк max = 225 мВт.

h21э = 10 - 100.

fгр = 300 МГц.


1. Схема використовуСФться для пСЦдсилення малих сигналСЦв без спотворень. Напруга змСЦнного сигналу може мати як позитивне, так СЦ негативне значення. Тому й при рСЦвному нулю вхСЦдному сигналСЦ (режим спокою) у транзисторСЦ повиннСЦ СЦснувати струми бази та колектора, а для розрахунку робочого режиму транзистора потребуються сСЦмейства вхСЦдних СЦ вихСЦдних характеристик. ЯкСЦ для даного транзистора приведенСЦ в додатку А.

2. На сСЦмействСЦ вихСЦдних ВАХ наводимо криву максимально допустимоСЧ потужностСЦ. Для цього надаСФмо рСЦзнСЦ значення Uке в межах значень наведеноСЧ характеристики, обчислюСФмо струм колектора за формулою:


Iк = Рк. макс / Uке. (1.1)


та зтАЩСФднуСФмо отриманСЦ точки.

3. ХСЦд навантажувальноСЧ прямоСЧ за постСЦйним струмом СЦ положення робочоСЧ точки визначаСФться точкою Ек на вСЦсСЦ абiис, при цьому пряма перетинаСФ вСЦсь ординат в точцСЦ за формулою:


. (1.2)


Через цСЦ позначенСЦ точки необхСЦдно провести пряму навантаження.

ОпСЦр Rе потрСЦбно визначити виходячи з таких мСЦркувань. Для пСЦдвищення коефСЦцСЦСФнта стабСЦлСЦзацСЦСЧ збСЦльшують Rе наскСЦльки дозволяСФ джерело та зменшують


Rб = R1/R2 (1.3)


Але при малому Rб зростаСФ струм споживання транзистора та погСЦршуються його енергетичнСЦ показники. Як правило,

U = (0,15тАж0,2) тИЩ Ек. (1.4)

U = 0,2 тИЩ 15 = 3 В.

ОрСЦСФнтуючись на типовий режим транзистора Uке = 5В,

РЖко = РЖе = 1тАж5 мА.

ПриймаСФмо значення РЖко = 5мА СЦ визначаСФмо Rе за формулою:


Rе = U/ РЖе. (1.5)


Rе = 3/5 тИЩ10-3 = 600 Ом.

Отже СЦз ряду номСЦналСЦв Е24 приймаСФмо резистор рСЦвний 600 Ом.

ВизначаСФмо його потужнСЦсть


PR = I2 тИЩ R (1.6)


P = (5 тИЩ10-3) 2 тИЩ 600 = 0,015 Вт.

ПриймаСФмо потужнСЦсть резистора рСЦвною 0,125 Вт.

За формулою 1.2 розраховуСФмо Iк

= 9,4 мА.

та вСЦдмСЦчаСФмо РЖк на графСЦку 1 (додаток А), будуСФмо навантажувальну пряму.

4. ОбираСФмо на навантажувальноСЧ прямоСЧ положення робочоСЧ точки спокою А так, щоб забезпечити задану змСЦну змСЦнноСЧ складовоСЧ струму бази РЖmб в позитивному та негативному напрямках. Робоча точка визначить постСЦйну складову струму бази РЖбо, яка дорСЦвнюСФ 150 мкА (струм бази в режимСЦ спокою), постСЦйну складову струму колектора РЖко (струм колектора в режимСЦ спокою), постСЦйну складову напруги на колекторСЦ Uкео (наруга спокою на колекторСЦ), яка дорСЦвнюСФ 12 В.

5. АмплСЦтуда змСЦнноСЧ складовоСЧ струму колектора


РЖmк = (РЖк макс - РЖк мСЦн) / 2 (1.7)


РЖmк = (7 - 3,5) / 2 = 1,75 мА.

6. АмплСЦтуда змСЦнноСЧ напруги на навантаженнСЦ

Um н = РЖmк тИЩ Rк. (1.8)


Um н = 1,75 тИЩ10-3 тИЩ 1 тИЩ 103 = 1,75 В.

7. КоефСЦцСЦСФнт пСЦдсилення за струмом


КРЖ = РЖmк / РЖmб. (1.9)


КРЖ = 1,75 тИЩ10-3/45 тИЩ10-6 = 39.

8. ВихСЦдна потужнСЦсть


Рвих = 0,5 тИЩ РЖmк тИЩ Um н. (1.10)


Рвих = 0,5 тИЩ 1,75 тИЩ10-3 тИЩ 1,75 = 1,53 мВт.

9. ПотужнСЦсть, що споживаСФться в колекторному колСЦ


Рспож = Ек тИЩ РЖко. (1.11)


Рспож = 15 тИЩ 5 тИЩ 10-3 = 0,075 Вт.

10. ККД колекторного кола


η = Рвих /Рспож тИЩ 100%. (1.12)


η = (1,53 тИЩ10-3/0,075) тИЩ 100 = 2,04%

11. На вхСЦднСЦй ВАХ, графСЦк 2 додаток А, позначаСФмо точку А, котра вСЦдповСЦдаСФ РЖбо, СЦ за графСЦком знаходимо Uбео = 0,7 В, а для значень РЖбмакс СЦ РЖб мСЦн (точка Б СЦ В на графСЦку) - вСЦдповСЦдно Uбе макс = 0,77 В СЦ Uбе мСЦн = 0,71 В.

12. АмплСЦтуда вхСЦдноСЧ напруги


Umб = (Uб макс - Uб мСЦн) /2. (1.13)

Umб = (0,77 - 0,71) / 2 = 30 мВ.

13. КоефСЦцСЦСФнт пСЦдсилення за напругою


КU = Um н / Umб. (1.14)


КU = 1,75/0,03 = 58,3.

14. КоефСЦцСЦСФнт пСЦдсилення за потужнСЦстю


КР = КРЖ тИЩ КU. (1.15)


КР = 39 тИЩ 58,3 = 2275.

15. ВхСЦдна потужнСЦсть


Рвх = 0,5 В· РЖmб В· Umб. (1.16)


Рвх = 0,5 В· 0,045 тИЩ10-3 В· 0,03 = 0,675 мкВт.

16. ВхСЦдний опСЦр


Rвх = Umб / РЖmб. (1.17)


Rвх = 0,03/0,045 тИЩ10-3 = 667 Ом.


Розрахунок параметрСЦв транзистора


1. Для отриманих значень Uкео СЦ РЖко визначимо h - параметри транзистора:

а) h21е - коефСЦцСЦСФнт передачСЦ струму в режимСЦ к. з. на виходСЦ для змСЦнного струму за точками Г СЦ Д на графСЦку 1 додаток А:


h21е= β = ΔРЖк/ ΔРЖб (1.18)

при Uке=соnst;

h21е = 12тИЩ10-3/0,2тИЩ10-3 = 60;

б) h22е - вихСЦдну провСЦднСЦсть транзистора в режимСЦ х. х. на входСЦ для змСЦнного струму за точками Е СЦ Ж на тому ж графСЦку:


h22е = ΔРЖк / ΔUке (1.19)


при РЖб = соnst;

h22е = 2 тИЩ 10-3/5 = 0,4 мСм;

в) h11е - вхСЦдний опСЦр транзистора в режимСЦ к. з. на виходСЦ для змСЦнного струму за точками М СЦ Н на графСЦку 2 додаток А:


h11е = ΔUбе / ΔРЖб (1.20)

при Uке = соnst;


h11е= 40 тИЩ 10-3/50 тИЩ 10-3 = 800 Ом;

г) S - крутизну характеристики транзистора:


S = h21е / h11е; (1.21)


S = 60/800 = 0,075

д) Rвих - вихСЦдний опСЦр:


Rвих = 1/h22е. (1.22)


Rвих = 1/0,4 тИЩ 10-3 = 2500 Ом.

2. Визначимо параметри каскаду за приблизними формулами та порСЦвняСФмо з результатами графоаналСЦтичного розрахунку:


КРЖ = h21е тИЩ Rвих / (Rн + Rвих); (1.23)

КРЖ = 60 тИЩ 2500/ (5 тИЩ 103 + 2500) = 50;

за результатами графоаналСЦтичного розрахунку КРЖ = 39;


Rвх = h11е = 800 Ом;


за результатами графоаналСЦтичного розрахунку Rвх = 667 Ом;


КU = h21е тИЩ Rн / Rвх; (1.24)


КU = 60 тИЩ 1 тИЩ 103/800 = 75

за результатами графоаналСЦтичного розрахунку КU = 147


Кр = КРЖ тИЩ КU (1.25)


Кр = 50тИЩ 75 = 3750.


Розрахунок кСЦл змСЦщення каскаду


1. Струм подСЦльника R1 // R2


РЖпод = Ек / (R1+R2) 10 тИЩ РЖбо. (1.26)


РЖпод 10 тИЩ 0,8 тИЩ 10-3 = 0,8 мА

2. ОпСЦр резистора R2


R2 = (U+ Uбео) / РЖпод. (1.27)


R2 = (3 + 0,74) / 0,8 тИЩ 10-3 = 4,675 кОм.

РЖз ряду номСЦналСЦв Е24 приймаСФмо резистор рСЦвний 3,3 кОм.

ВизначаСФмо його потужнСЦсть за формулою 1.6

PR2 = (0,8 тИЩ 10-3) 2 тИЩ 4,675 тИЩ 103 = 0,003 Вт.

ПриймаСФмо потужнСЦсть резистора рСЦвною 0,125 Вт.

3. ОпСЦр резистора R1


R1= Ек / РЖпод - R2. (1.28), R1= 15/0,8 тИЩ 10-3 - 4,675 тИЩ 103 = 14,075 кОм.


РЖз ряду номСЦналСЦв Е24 приймаСФмо резистор рСЦвний 14 кОм.

ВизначаСФмо його потужнСЦсть за формулою 1.6

PR1 = (0,8 тИЩ 10-3) 2 тИЩ 14 тИЩ 103 = 0,009 Вт.

ПриймаСФмо потужнСЦсть резистора рСЦвною 0,125 Вт.

4. РДмнСЦсть, що шунтуСФ резистор Rе


Се 1/2 тИЩ π тИЩ ƒн тИЩ R1 // R2 // h21е тИЩ rе,


де вхСЦдний опСЦр з боку бази rе = 25/РЖк = 5


Се > (1.29)

Се > = 29 10-6 Ф


РЖз ряду номСЦналСЦв Е24 в бСЦльшу сторону приймаСФмо СФмнСЦсть рСЦвною 30 мкФ

5. ВхСЦдна та вихСЦдна СФмнСЦсть звтАЩязку розраховуСФться на нижнСЦй граничнСЦй частотСЦ


Ср1 = 1/ 2πƒн R1 // R2 // [h21е (rе +Rш)].

Ср1 =

Ср1= = 29 10-6 Ф


РЖз ряду номСЦналСЦв Е24 в бСЦльшу сторону приймаСФмо СФмнСЦсть рСЦвною 30 мкФ


Ср2 >

Ср2 = = 1,59 (мкФ)


РЖз ряду номСЦналСЦв Е24 в бСЦльшу сторону приймаСФмо СФмнСЦсть рСЦвною 1,6 мкФ

2. Задача № 2. ПСЦдсилювач потужностСЦ середнього класу якостСЦ


Завдання.

Розрахувати пСЦдсилювач потужностСЦ середнього класу якостСЦ.

ВихСЦднСЦ данСЦ:

потужнСЦсть на виходСЦ Ρн = 50 Вт,

опСЦр навантаження RН = 8 Ом,

напруга сигналу на входСЦ UВХ = 1,8 В,

нижня гранична частота fН = 20Гц,

гранична частота транзисторСЦв fα 3 МГц,

режим АВ, напруга живлення - симетрична.


ВибСЦр схеми пСЦдсилювача


ЗгСЦдно до вимог, якСЦ ставляться до пСЦдсилювачСЦв середнього класу якостСЦ, складемо таку схему (рис.2.1): вхСЦдний каскад - диференцСЦйний на транзисторах VT1 СЦ VT2 (вСЦдмСЦнна стабСЦльнСЦсть за постСЦйним струмом, мСЦж каскадами не потрСЦбнСЦ роздСЦлювальнСЦ конденсатори, два входи), промСЦжний каскад - пСЦдсилювач зСЦ СЕ на транзисторСЦ VT3, вихСЦдний каскад - двотактний емСЦтерний повторювач на транзисторах VT4 СЦ VT5, мСЦж базами яких включенСЦ дСЦоди VD1тАжVD3 для змСЦщення каскаду в стан провСЦдностСЦ (для полСЦпшення температурноСЧ компенсацСЦСЧ дСЦоди повиннСЦ мати тепловий контакт з вихСЦдними транзисторами), режим роботи АВ, вихСЦдна напруга надходить в коло зворотного звтАЩязку R4, R5, C2 (наявнСЦсть С2 означаСФ, що коефСЦцСЦСФнт зворотного звтАЩязку за постСЦйним струмом дорСЦвнюСФ одиницСЦ, це мСЦнСЦмСЦзуСФ дрейф СЦ гарантуСФ зневажено мале значення постСЦйноСЧ напруги на виходСЦ пСЦдсилювача - тому не потрСЦбнСЦ конденсатори на виходСЦ). За допомогою резисторСЦв R7, R8 виконуСФться невеликий зворотнСЦй звтАЩязок за струмом, який полСЦпшуСФ стабСЦльнСЦсть за постСЦйним струмом.

Рисунок 2.1 - Схема пСЦдсилювача потужностСЦ з НЗЗ.


Розрахунок схеми:

1. ВизначаСФмо за невеликим запасом потужнСЦсть, яку повиннСЦ вСЦддавати транзистори обох плеч каскаду


Р~ 1,1В· Рн. (2.1)

Р~ 1,1В· 50 55 Вт.


ПриймаСФмо потужнСЦсть, яку повиннСЦ вСЦддавати транзистори обох плеч каскаду Р~ = 60 Вт.

2. ПотрСЦбна амплСЦтуда напруги на навантаженнСЦ


(2.2)

= 31 В.


3. МаксимальнСЦй вихСЦдний струм (струм колектора)


(2.3)

= 3,9 А.

4. ПотрСЦбна напруга живлення


(2.4)


= 64 В.

де Uк min - напруга на колекторСЦ, що вСЦдповСЦдаСФ початку лСЦнСЦйноСЧ частки характеристик колекторного струму. ПриймаСФмо Uк min = 1,0 В.

5. ВибираСФмо потужнСЦ транзистори протилежного типу провСЦдностСЦ (так звану комплементарну пару) VT4 СЦ VT5 за потужнСЦстю Р~ СЦ . За довСЦдковими даними позначаСФмо середнСФ значення βо. Транзистори, якСЦ можуть бути використанСЦ в данСЦй схемСЦ - це КТ 816В та КТ 817В, СЧхнСЦ параметри: КТ 818АКТ 819А

Pк max = 25 Вт,Pк max = 25 Вт,

Uкбо = 60 B,Uкбо = 60 B,

h21е 25,h21е 25,РЖКМ = 3А, РЖКМ = 3А,

fα 3 МГц, fα 3 МГц,

тир p-n-pтир n-p-n

ПриймаСФмо середнСФ значення βо рСЦвним 25 для VT4 СЦ VT5.

6. ПСЦдсилювач класу АВ повинен мати достатньо великий струм спокою у момент переходу сигналу через нуль, тобто тодСЦ протягом деякого СЦнтервалу часу обидва транзистори находитимуться у станСЦ провСЦдностСЦ, що забезпечуСФться за допомогою дСЦодСЦв VD1тАжVD3 змСЦщених у прямому напрямку. Вони повиннСЦ забезпечити потрСЦбну напругу змСЦщення ΔU. Яка створюСФться сумою напруг база-емСЦтер Uбе обох транзисторСЦв VT4 СЦ VТ5 СЦ РЖо (R7 + R8), тобто ΔU = 2Uбе + РЖо (R7 + R8). Звичайно приймають для потужних транзисторСЦв Uбе = 0,6В (кожному транзистору потрСЦбнСЦ 0,6 В на переходСЦ база-емСЦтер для того, щоб через нього протСЦкав помСЦтний струм).

Струм спокою РЖо слСЦд вибрати з мСЦнСЦмуму перехСЦдних нелСЦнСЦйних спотворень. Якщо потужнСЦсть на гучномовцСЦ обмежена 1 Вт, то РЖо = 5тАж10 мА. Для потужностСЦ 10тАж30 Вт - РЖо = 40тАж60 мА. Тому обираСФмо струм спокою рСЦвний РЖо = 60 мА. ОпСЦр резисторСЦв R7,R8 вибирають не бСЦльш як декСЦлька ом або менше, а падСЦння напруги на них дорСЦвнюСФ не бСЦльш декСЦлькох частин вольта. Разом з тим вони ввСЦмкнути послСЦдовно з Rн СЦ тому зменшують потужнСЦсть, яка вСЦддаСФться в навантаження. Виходячи з цього доцСЦльнСЦше прийняти РЖо (R7 + R8) = Uбе= 0,6В СЦ визначаСФмо R7 = R8, тобто


R7 = R8 = Uбе / РЖо 2 (2.5)


R7 = R8 = 0,6/ (100 10-3 2) = 3 Ом.

РЖз ряду номСЦналСЦв Е24 приймаСФмо резистори рСЦвнСЦ 3 Ом.

ПриймаСФмо потужнСЦсть резисторСЦв рСЦвною 0,125 Вт.

Для роботи транзисторСЦв VT4 СЦ VТ5 потрСЦбнСЦ 0,6 В на переходСЦ база-емСЦтер, для цього потрСЦбнСЦ три дСЦоди, кожен з котрих даСФ Uд = 0,6 В.

7. ВибираСФмо дСЦоди 2Д 106А. Находимо з ВАХ (додаток Б)

струм РЖд = 20 мА, який потрСЦбен для отримання Uд.

8. ВхСЦдний сигнал до двотактного каскаду знСЦмаСФться з колектора промСЦжного каскаду на VT3, у якому R6 СФ колекторним резистором СЦ формуСФ струм РЖд для змСЦщення дСЦодСЦв, тому струм спокою VT3 РЖ03 = РЖд = 20 мА, а на резисторСЦ R6 падаСФ приблизно "-Еж". ВизначаСФмо опСЦр резистора


R6 = Еж / РЖоз. (2.6)


R6 = 64/0,02 = 3,2 кОм.

РЖз ряду номСЦналСЦв Е24 приймаСФмо резистор рСЦвний 3,24 кОм.

9. За номСЦнальним вихСЦдним струмом СЦ середнСЦм коефСЦцСЦСФнтом пСЦдсилення за струмом β0 вибраних транзисторСЦв VT4, VT5 струм колектора VT3.

(2.7)


0,156 А.

10. ПотужнСЦсть, яка розсСЦюСФться транзистором VT3 у режимСЦ спокою,


Р3 = Еж РЖ03. (2.8)


Р3 = 64 0,02= 6,4 Вт.

ВибираСФмо транзистор VT3 за критерСЦСФм надСЦйностСЦ. ГТ 406В

Pк max = 10 Вт,

Uкбо = 80 B,

h21е 30,РЖКМ = 5А,

fα 3 МГц,

тир p-n-p

ПозначаСФмо β3 = 25

11. База транзистора VT3 приСФднана до колектору VT1, тому резистор R2 треба вибрати таким, щоб струм спокою VT1 створював падСЦння напруги UR2 = UД, тодСЦ струми РЖК1 СЦ РЖК2 диференцСЦйноСЧ пари будуть рСЦвнСЦ мСЦж собою. Виходячи з цього UR2 = Uд = 0,6 В. ВибираСФмо значення струмСЦв РЖК1 = РЖК2 (диференцСЦальний каскад працюСФ з малими струмами, наприклад 1 мА), тодСЦ визначаСФмо:


R2 = UR2/РЖК1. (2.9)


R2 = 0,6/1 10-3 = 600 Ом.

РЖз ряду номСЦналСЦв Е24 приймаСФмо резистор рСЦвний 620 Ом.

ПриймаСФмо потужнСЦсть резистора рСЦвною 0,125 Вт.

12. ПотенцСЦал емСЦтерСЦв VT1,VT2 в режимСЦ спокою можна прийняти рСЦвним нулю, тодСЦ струм


РЖе = РЖе1 + РЖе2 = (-Еж) / R3. (2.10)


Звичайно:


РЖе РЖК1 + РЖК2 (2.11)


РЖе = 1 тИЩ 10-3 + 1 тИЩ 10-3 = 2 мА

ВизначаСФмо R3 за формулою:


R3 = (-Еж) / РЖе. (2.11), R3 = 64/2 тИЩ 10-3 = 32 кОм.


РЖз ряду номСЦналСЦв Е24 приймаСФмо резистор рСЦвний 32,4 кОм. ПриймаСФмо потужнСЦсть резистора рСЦвною 0,125 Вт.

13. Для забезпечення мСЦцностСЦ на пробСЦй VT1 СЦ VT2 слСЦд вибрати транзистори, якСЦ мають:


Uке 2 Еж, (2.12)


Uке 2 64 128 В.,

малий тепловий струм СЦ достатнСФ високий коефСЦцСЦСФнт. За даними параметрами вибираСФмо транзистори КТ 630В.

Uке max = 150 B,

h21е = 40...120,РЖКМ = 1 А,

fα 3 МГц,

ВизначаСФмо середнСЦй коефСЦцСЦСФнт пСЦдсилення транзисторСЦв:

β1 = β2 = (40 + 120) / 2 = 80.

14. КоефСЦцСЦСФнт пСЦдсилення пСЦдсилювача по напрузСЦ:

(2.13)


= 11,1.

15. Для сигналу коефСЦцСЦСФнт зворотного звтАЩязку βзз = R5/ (R4+R5). Треба вибрати опСЦр R4. Звичайно для симетричноСЧ роботи диференцСЦального пСЦдсилювача опори баз VT1 СЦ VT2 повиннСЦ бути рСЦвними, тобто R4 = R1. Паралельне зтАЩСФднання R1 та опСЦр з боку бази VT1 визначаСФ вхСЦдний опСЦр пСЦдсилювача. З цих умов вибираСФмо R4 = R1 = 50тАж100 кОм.

РЖз ряду номСЦналСЦв Е24 приймаСФмо резистори номСЦналом 50 кОм.

ПриймаСФмо потужнСЦсть резисторСЦв рСЦвною 0,125 Вт, тому, що через них протСЦкають малСЦ струми.

ТодСЦ:


R5 = R4/ (Кu - 1). (2.14)


R5 = 50 103/ (11,1 - 1) = 5 кОм.

Струми через резистор протСЦкають не значнСЦ, тому приймаСФмо його потужнСЦсть рСЦвною 0,125 Вт.

16. РДмнСЦсть конденсатора кола зворотного звтАЩязку С2 розраховуСФться виходячи з нижнСЦх граничних частот fН


(2.15)


= 1,59 мкФ.

РЖз ряду номСЦналСЦв приймаСФмо конденсатор рСЦвний 2 мкФ.

17. РДмнСЦсть роздСЦлювального конденсатора визначаСФться з умови:

1/ωC1 = Rвх / 10, (2.16)


де Rвх R1, звСЦдси:


(2.17)


= 0,16 мкФ.

РЖз ряду номСЦналСЦв приймаСФмо конденсатор рСЦвний 2 мкФ.

АналСЦз схеми. Коло ЗЗ розСЦмкнуто у точцСЦ В, а правий вивСЦд R4 заземлений. ВхСЦдний опСЦр пСЦдсилювача визначаСФться паралельним зтАЩСФднанням опору R1 СЦ вхСЦдному опору транзистора VT1, який складаСФться з збСЦльшеного в h21е разСЦв "асного емСЦтерного опору rе плюс опСЦр з боку емСЦтера VT2 з урахуванням кола ЗЗ (R5):


, (2.18)


де rе = 25/РЖк [мА].

Rвх = 80 (2 (25/5) 10-3 + 5 103/80) = 5 103 Ом.

ВихСЦдний опСЦр пСЦдсилювача:


Rвих = (Rе / h21е + R7). (2.19)


де опСЦр Rе = R6, тому що на вихСЦднСЦ транзистори практично працюСФ джерело з опором R6 (опСЦр колектора VT3 значний).

Rвих = (3,2 103/25 + 3) = 131 Ом.

ОпСЦр навантаження диференцСЦйного каскаду визначаСФться паралельним зтАЩСФднанням R2 СЦ вхСЦдним опором з боку Rбе транзистора VT3. ТодСЦ коефСЦцСЦСФнт пСЦдсилення диференцСЦальноСЧ пари


,

Кд = (2.20)

де rе3 = 25/РЖо3 = 25/20 = 1,25 Ом,


а вхСЦдний опСЦр з боку бази VT3


Rвх = h21е rе3. (2.21), Rвх = 25 1,25 = 31,25 Ом.


ПСЦдставляСФмо данСЦ значення в формулу (2.20)

Кд = = 11,88

КоефСЦцСЦСФнт пСЦдсилення промСЦжного каскаду.


Кз = R6/rе3. (2.22)


Кз = 3,2/1,25 = 2,56.

У точцСЦ спокою повний коефСЦцСЦСФнт пСЦдсилення становить


Кп = Кд Кз. (2.23)


Кп = 11,88 2,56 = 30,4.

Зауважимо, що К3 залежить вСЦд струму РЖк3, тому вСЦн змСЦнюСФться при змСЦнСЦ сигналу.

Коло ЗЗ замкнено. Коло ЗЗ являСФ собою подСЦльник напруги з вСЦдношенням плечей βЗЗ. ТодСЦ коефСЦцСЦСФнт пСЦдсилення у петлСЦ ЗЗ


К = Кп βЗЗ. (2.24)


К = 30,4 25 = 760

ВхСЦдний СЦмпеданс збСЦльшуСФться у (1+К) разСЦв СЦ визначаСФться паралельним зтАЩСФднанням опору (1+К) Rвх та R1:


Rвх33 = (1+ К) Rвх R1/ (К Rвх+ R1). (2.25)


Rвх33 = = 16,1кОм.

Можна вважати, що вхСЦдний опСЦр визначаСФться резистором змСЦщення R1.

ВихСЦдний опСЦр, навпаки, зменшуСФться у (1+К) разСЦв. ТодСЦ:


RвихЗЗ = Rвих / (1 + К). (2.26)


RвихЗЗ = 131 (1 + 760) = 0,17.

КоефСЦцСЦСФнт пСЦдсилення:


Кпзз= Кп / (1+К). (2.27)


Кпзз= 30,4/ (1 + 760) = 0,039.

Висновок


В данСЦй розрахунково-графСЦчнСЦй роботСЦ при графоаналСЦтичному методСЦ розрахунку робочого режиму транзистора, задача 1, присутнСЦ деякСЦ розбСЦжностСЦ, що внеслися при побудовСЦ графСЦкСЦв. З розрахунку пСЦдсилювача напруги та пСЦдсилювача потужностСЦ ми дСЦйшли висновку, що на АЧХ пСЦдсилювачСЦв на низький частотах найбСЦльше впливають роздСЦлювальнСЦ СФмностСЦ та конденсатор Се. МСЦiевий НЗЗ, потрСЦбний для стабСЦлСЦзацСЦСЧ показникСЦв пСЦдсилювача та зниження спотворень. РозрахунковСЦ данСЦ дозволяють висловить, що негативний зворотний звтАЩязок СЦстотно полСЦпшуСФ характеристики пСЦдсилювача, в першу чергу зростаСФ стабСЦльнСЦсть пСЦдсилювання.

Також, для розрахунку багатокаскадного пСЦдсилювача можна, не використовуючи вихСЦднСЦ характеристики транзисторСЦв. КоефСЦцСЦСФнт пСЦдсилення обраховуСФться виходячи з параметрСЦв зворотного зв'язку, що значно зменшуСФ клопоти з графСЦчною частиною роботи, або взагалСЦ СЧх виключаСФ. Таке схематичне рСЦшення, яке обране для роботи СФ далеко не оптимальним, маСФться на увазСЦ малСЦ мСЦiевСЦ негативнСЦ зворотнСЦ зв'язки, що робить схему нестабСЦльною. Вмикати таку схему без загального НЗЗ (R4, R5) взагалСЦ немаСФ нСЦякого сенсу, бо вона просто не працюватиме, перейшовши в режим насичення одного з вихСЦдних транзисторСЦв. Як показують результати симуляцСЦСЧ, робота пСЦдсилювача набагато лСЦнСЦйнСЦша, що пояснюСФться меншою кСЦлькСЦстю конденсаторСЦв у схемСЦ та наявнСЦстю НЗЗ.

ЛСЦтература


1. Терещук П.М. и др. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства Справочник радиолюбителя. - К.: Наукова думка, 1987. - 801с.

2. Брежнева К.М. и др. Транзисторы Для Аппаратуры Широкого Применения., - М.: Радио и связь, 1981. - 658 с.

3. Москатов Е.А., Справочник по полупроводниковым приборам - М.: Журнал "РадиотАЭ, 2005. - 208 с., ил. М.: Связь, 1977. - 359 с.

4 ГОСТ 2.417-68. Правила выполнения чертежей печатных плат. - 17 с.

5. Войшвилло Г.В. Усилительные устройства., - М.: - М.: Радио и связь, 1983. - 264 с.

7. Титце У. Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справ. руко-водство: Пер. с нем. - М.: Мир, 1983. - 512 с.

8. Проектирование усилительных устройств: Учеб. пособие / Под ред. Н.В. Терпугова. - М.: Высш. шк., 1982.

Додатки


Страницы: Назад 1 Вперед