Расчет усилителя напряжения низкой частоты

4902
знака
0
таблиц
3
изображения

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь

Белорусский Государственный Аграрный Технический Университет

Кафедра АСУП

Курсовая работа

"Расчет усилителя напряжения низкой частоты"

Вариант №22

Выполнил студент

1эа группы второго курса АЭФ

Тарасевич П. Г.

Минск 2009


Задание №1

1. Рассчитать усилитель напряжения низкой частоты (каскад предварительного усиления), работающую на входную цепь следующего каскада, выполненного на таком же транзисторе. Транзисторы включены по схеме с общим эмиттером и имеют эмиттерную стабилизацию точки покоя.

2. Смоделировать и исследовать рассчитанную схему на ПЭВМ, уточнить параметры элементов схемы, получить временные диаграммы, амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики с помощью программы "Microcap".

Исходные данные для расчета приведены в таблице 1, где последовательно приведены следующие параметры усилительного каскада:

1. Тип транзистора и его зарубежный аналог.

2. Uвх – входное напряжение, В.

3. KU – коэффициент усиления по напряжению.

4. EK – напряжение питания, В.

5. fн – низшая рабочая частота, Гц.

В результате расчета определить (Приложение А, рисунок 1):

1. Параметры элементов схемы: Rk, Rэ, R1, R2.

2. Определить емкости разделительных конденсаторов C1, C2, и блокировочного конденсатора Cэ.

В результате моделирования и исследования на ПЭВМ:

1. Создать принципиальную электрическую схему усилителя.

2. Уточнить параметры элементов схемы для получения заданного коэффициента усиления.

3. Получить временные диаграммы для входного и выходного напряжений (зависимость Uвх от времени t и зависимость Uвых от времени t).

4. Получить АЧХ и ФЧХ.

Исходные данные:

1. КТ3108В (2N3250A)

2. Uвх = 200mB;

3. KU = 3.5;

4. Ek = 14B;

5. fн = 200Гц ;

6.=100 ;

7. =60 В.

Производим выбор режима работы транзистора по постоянному току.

Находим амплитуду тока коллектора Ikm , для этого определяем:

− значение выходного напряжения:

Uвых =Uвх ⋅ KU=0,2∙3,5=0,7 В;

− сопротивление коллектора выбираем из условия:

Rk ≈ (0.5 ÷ 2)kOм

Выбираем Rk ≈ 1kOм .

где RH– сопротивление на выходе усилительного каскада (сопротивление нагрузки или по-другому, входное сопротивление следующего каскада);


При определении RH исходим из условия:

Rk >> RH.

Определив ориентировочно RH , проводим проверку правильности выбранного значения:

RH=0,05∙ Rk=0,05∙1000=50 Ом.

Ikm=0.7/50=14 мА.

Определим постоянную составляющую тока коллектора:

Iko≥14 мА∕0,7=20 мА.

Значение Uкэ0 принимаем равным типовому значению Uкэ0 = −5В.

На выходных характеристиках (Приложение А, рисунок 2) отмечаем точку покоя П с координатами Ik0, Uкэ0 и находим Iб0 Эту точку П переносим на семейство входных характеристик (Приложение А, рисунок 3) и определяем при данных Iб0 и Uкэ0 значения напряжения база-эмиттер Uбэ0.

Определяем входное сопротивление транзистора с ОЭ переменному току по входной характеристике транзистора. Для этого проводим касательную в рабочей точке (на семействе входных характеристик касательная проводится ближе к прямолинейному участку, рисунок 3) и находим тангенс угла наклона в этой точке, т.е. ΔUбэ и ΔIб.

Rвх э= ΔUбэ∕ ΔIб=0,06 В∕0,2 мА=300 Ом.


Определяем общее сопротивление коллекторной цепи постоянному току:

Rk+ R э=(14В-5В)/20мА=450 Ом

Произведем расчет схемы УНЧ по переменному току:

- определяем коэффициент усиления каскада без ООС:

К без ООС=50∙50/300=8,3

КООС= KU=3,5

- коэффициент передачи цепи ОС усилителя с ООС:

γ=(8,3-3,5)/8,3•3,5=0,167

- определяем сопротивление, стоящее в цепи эмиттера и обеспечивающее ООС в усилителе:

R э=(0,167•50•50)/(50+1)=8,2 Ом


Уточняем сопротивление коллектора:

Rk=( Rk+ R э)- R э=450-11=439 Ом

Находим сопротивление резисторов в цепи базы:

R1=R2=14-20,2∙8.2/0.0002=70 кОм

Определяем емкость блокировочного конденсатора Cэ:

Cэ≥h21/(2Π fн(Rи+Rвх э) MCэ-1 )=

=50/(2∙3.14∙200(433.7+300)∙1.18-1=87мкФ

- где RИ внутреннее сопротивление источника усиливаемого сигнала

RИ=1/439+1/70000+1/70000=433.7Ом

Коэффициент частотных искажений учитывает влияние блокировочного конденсатора на частотные искажения:

MCэ=1,18

Тогда, Cэ≥87 мкФ

Определяем емкости разделительных конденсаторов С1 и С2:

С2≥1/(2Π fн(RH +Rk) Мс2-1 )=1/200∙2∙3.14(1000+50)∙1.09-1=1.7мкФ


Тогда С2≥1.7 мкФ

С1≥1/(2Π fн(Rвх+ Rвых) Мс1-1 )=1/200∙2∙3.14∙300∙1.09-1=3мкФ

-где Rвых выходное сопротивление делителя. Если Rвых неизвестно, то обычно полагают Rвых=0, в этом случае С1 берут с некоторым запасом.

С1≥3мкФ

Общее входное сопротивление УНЧ:

Rвх ус= Rвхэ+ Rэ(h21э+1)=300+8.186(50+1)=717.5 Ом

Принципиальная электрическая схема усилителя с рассчитанными параметрами элементов с помощью программы "Microcap"

Полученные временные диаграммы для входного и выходного напряжений


Полученные АЧХ и ФЧХ рассчитанного УК:


Информация о работе «Расчет усилителя напряжения низкой частоты»
Раздел: Коммуникации и связь
Количество знаков с пробелами: 4902
Количество таблиц: 0
Количество изображений: 3

Похожие работы

Скачать
2977
2
1

... напряжение коллектор – эмиттер Uкэ max 20 В Постоянный ток коллектора Iк max 100 мА Постоянная рассеиваемая мощность коллектора Pк max 300 мВт Выберем напряжение питания усилителя: .   Расчет усилительного каскада на транзисторе структуры p-n-p, включенного по схеме с ОЭ по постоянному току (2-й каскад). Из графика семейства характеристик (см. рис. 2) выберем рабочую точку: ...

Скачать
67228
0
3

... величин. Так, различаются верхняя и нижняя граничные частоты (fн, fL). Второй характеристикой комплексного коэффициента усиления является фазовый сдвиг (phase shift), вносимый усилителем. Зависимость фазового сдвига от частоты сигнала называется фазочастотной характеристикой усилителя или просто фазовой характеристикой. Поскольку такая зависимость всегда имеет место, это означает, что различные ...

13913
0
7

... условию: Uкэмах ≥ 1,2 × Ек. Uкэмах ≥ 1,2 ×20=24 В. По условиям подходит транзистор ГТ 404А (Приложение А) h21э = 30 ÷ 80   Рисунок 7 – Схема транзисторного усилительного каскада с общим эмиттером 4 РАСЧЕТ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ 4.1 Первый каскад. 4.1.1Расчет усилителя по постоянному току При расчете усилителя используем графоаналитический метод расчета. Первое: ...

Скачать
28133
0
31

... rэ невелико, то выходное сопротивление каскада мало. Это свойство ЭПН используют, когда необходимо согласовать выходную цепь усилителя с низкоомной нагрузкой. Коэффициент усиления напряжения находится по выражению:   Значения разделительных емкостей С1 и С2:   6. Расчет второго каскада предварительного усиления   Усиливаемый сигнал от источника сигнала Ег (рис. 2.1) в базовую ...

0 комментариев


Наверх