|
Министерство образования и науки Республики Казахстан Западно-Казахстанский Аграрно-технический университет им. Жангир хана Кафедра: «Энергетики» КУРСОВАЯ РАБОТА По дисциплине: «Основы электроники» Выполнил: студент группы ПС-22 А. Проверила: доцент Уральск-2011 |
Содержание
I. Задание………………………………………………2
II. Введение…………………………………………………….3
III. Пункт 1………………………………………………………4
1.Исходные данные к пункту 1…………………………….4
1.1……………………………………………………………4
1.2……………………………………………………………8
1.3……………………………………………………………8
1.4……………………………………………………………9
IV. Пункт 2……………………………………………………..10
Исходные данные к пункту 2……………………………..10
2.1…………………………………………………………...10
2.2…………………………………………………………...11
2.3…………………………………………………………...11
V. Пункт 3…………………………………………………….12
3.1.Исходные данные к пункту 3…………………………12
3.2.Расчеты…………………………………………………12
VI. Заключение………………………………………….14
VII. Список литературы………………………………………..15
Введение Усилительные приборы применяются в измерительной технике, технике, связи, для усиления слабых электрических сигналов. Генераторные – для формирования электрических сигналов разнообразной формы. Импульсные и логические устройства используются В системах автоматического управления, вычислительной технике, силовой преобразовательной технике. Фундаментальным понятием в проектирование электронных устройств является понятие обратной связи. Обратная связь может дегенеративный характер – отрицательная обратная связь и генеративный характер положительная обратная связь. Отрицательная обратная связь (ООС) применяется в усилительных устройствах. ООС изменяет их параметры и характеристики (входные и выходные, коэффициент усиления, амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики). Усилительные устройства могут обеспечивать усиление по: току, напряжение, мощности. Разновидностями усилителей мощностей является двухтактные усилители (трансформаторные и безтрансформаторные ). Электронные усилители, параметры которых преимущественно определяется свойствами цепи обратной связи, получили название операционных усилителей. Операционные усилители (ОУ) в основном выполняется в интегральном исполнении. ОУ широко применяются в усилителях постоянного тока (УПТ), сумматорах, интеграторах, дифференциаторах, компараторах и других электронных устройствах обработки аналоговых сигналов. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Рис: 1. Принципиальная электрическая схема усилительного каскада Пункт 1.1 Исходные данные: RH=400 Ом; UHM=2,5 В; RG=350 Ом FH=150 Гц; MH=1,41 ,Тmax=400C. 1.1 Рассчитываем сопротивление резистора в цепи коллектора транзистора: RK= (1+KR)= (1+1,2)400=880 Ом. KR=(1,2 ÷1,5); Выберем номинал сопротивление резистора RK=910 Ом. Определяем эквивалентное сопротивление каскада: R’H=RH RK / RH+RK=910 x 400/1310=277,86 Ом. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Найдем амплитуду коллекторного тока: Ikm=UHm/R’H=1/277,86=3,6*10-3 A Рассчитаем ток покоя транзистора: Ikп=Ikm/K3=3,6*10-3/0,8=4,5*10-3 A. Определим минимальное напряжение коллектор-эммитер в рабочей точке транзистора: Uкэпmin=UHm+U0 =2,5+1=3,5 В Т.к Uкэпmin меньше типового значения Uкэп=5 В, принимаем Uкэп=5 В. Рассчитаем напряжение источника питания: Uп=Uкэп+IkпRk/0,8 =(5+4,5*910* Выберем напряжение питания Uп=11 В. Определим сопротивление резистора эмиторной цепи: Rэ=0,2*Uп /Iкп =0,2*11/0,0045=488,9 Ом. Номинал резистора Rэ=470 Ом. Выбираем транзистор КТ315Б по параметрам: Uкздоп= 15 В>Uп=11 В. Iкдоп= 100 мА > Iкп= 4,5 мА. Характеристики транзистора КТ315Б: Uкздоп= 15 В ,Iкдоп= 100 мА,Рк доп=150мВт,Тп max.=1200С |
|
На выходных характеристиках транзистора КТ315Б построим нагрузочную прямую постоянного тока по точкам А,В. Точка А: Uк-э =0, Iк =Uп /(Rк +Rэ)=11/(470+910)=8*10-3 А Точка В: Uкэ=Uп, Iк = 0. Нанесем рабочую точку С на нагрузочную прямую с координатой Iк= Ikп=8* Uкэп = 5 В. Рассчитаем мощность в точке покоя транзистора: Pkп=Ikп Uкэп=8*10-3 *5=40*10-3 Вт. Определим наибольшую мощность рассеивание транзистора при максимальной рабочей температуре: Pkmax=Pkдоп *(Tпmax –T’m)/(Tпma x -T0)=150*10-3 * (120-40)/(120-25)=126,32*10-3 Вт. Pkп < Pkmax , следовательно, транзистор КТ315Б выбран правильно. Находим координаты рабочей точки С на входной характеристике транзистора Iбп =0,1мА мА, Uбэп =0,706 В. Определим ток базового делителя Rб1, R б2: ID =(5) Iбп=5*0,1*10-3 = 0,5* 10-3 A. Рассчитаем сопротивление резистора базового делителя: R б2 = (Uбэп+ Ikп Rэ )/ ID=(0,706+4,5*10-3 *470)/0,5*10-3 =5,6 кОм. Номинал сопротивление резистора R б2=5,6 кОм. Определим сопротивление резистора базового делителя: Rб1= R б2(Uп/ (Uбэп+ Ikп Rэ) – 1)=5,6*10-3(11/(0,706 +4,5*10-3 *470) -1 )=16,24*103 Ом. Номинал резистора Rб1 = 16 кОм. Найдем эквивалентное сопротивление базового делителя: RD= (Rб1 R б2)/ (Rб1+ R б2) = 16*103 * 5,6*103 /(16*103+5,6*103) 103 =4,15*103 Ом. Пункт 1.2 По выходным характеристикам транзистора определим h21э в рабочей точке транзистора: h21э = ∆Ik / ∆ Iб = 9,2*10-3/0,1*10-3= 92 Ом. По входным характеристикам найдем h11э= ∆Uбэ /∆Iб =0,94/0,6*10-3=1567 Ом. Найдем входное сопротивление каскада: Rвх = h11э RD / (h11э+ RD) =1567*4,15*103/(1567+4,15*103)=1137,5 Ом. Рассчитаем выходное сопротивление каскада:
Rвых= RK=910 Ом. Пункт 1.3 Построим на выходных характеристиках транзистора нагрузочную прямую по переменному току, проходящего через рабочую точку С и имеющую наклон: ∆Ik /∆UК-Э=1/ R’H=1/277,86 =3,6*10-3 A/B. (730). Находим амплитуду тока базы по выходным характеристикам: Iбm= ∆Iб/2=0,1/2=0,05A Определим по входным характеристикам амплитуду входного напряжения транзистора: Uбm=∆Uбэ/2=0,94/2=0,47 B. |
|
Определим коэффициент усиления каскада по току: K1= h21э * R’H / RH= 92*277,86/400=64 Найдем коэффициент усиления каскада по напряжению: Ku = K1 * RH / (RG + Rвх)=64*400/(350+1137,5)= 17,2 Рассчитаем коэффициент усиления каскада по мощности: Kp = KI * Ku=64*17,2= 1101 Определим амплитуду напряжения источника сигнала: UGm= UHm / Ku =1/17,2=0,058 B. Пункт 1.4 Распределим частное искажение в области нижних частот, вносимые емкостями конденсаторов Ср1, Ср2, Сб1 равномерно между ними: Мнс = Мн1/3=1,411/3 =1,12. Рассчитаем емкость разделительного конденсатора: Ср1>=1/2П FH (RG + Rвх) (Мнс2-1)1/2=1/6,28*150*1487,5*(1.122-1)1/2 =1,4*10-6 Ф. Выберем номинал конденсатора Ср1=1,5*10-6 Ф. Определим емкость разделительного конденсатора: Ср2>=1/2П FH (Rвых+ RH) (Мнс2-1)1/2=1/6.28*1310*150*0.5=1.6*10-6Ф Выберем номинал емкости конденсатора Ср2=1,6*10-6Ф. Найдем емкость блокировочного конденсатора Сб1=1/2П FH Выберем емкость конденсатора Сб1=7,5 мкФ. ПУНКТ 2 Пункт 2.1
Рис.4: Д) инвертирующий усилитель переменного тока. Требуется рассчитать схему инвертора (рис 4а) Исходные данные: RG1=75 кОм, Ku1=50, Д=26 Дб, Fн =20 Гц Определим произведение сопротивления источника сигнала на коэффициент усиления: RG1 Ku1=75*103*50=3,75*106 Ом. Рассчитываем сопротивление входного резистора R1=5* RG1=5*75*103 =3,75*105 Ом. Выберем по приложению 2 номинал резистора R1=3,6*105 Ом. Находим сопротивление резистора R2 = R1=3,6*105 Ом. Рассчитываем сопротивление резистора R3 = (Ku1-1) R1 =49*3,6*105= 17,64*106 Ом. Выберем номинал резистора R3= 18 МОм. Пункт 2.2 Так как Кuoy>>Ku1 и 10кОм<=RG<=75 кОм выберем К140УД6 Из приложения 4 К140УД6 имеет следующее параметры: Kuoy= 70 103 – коэффициент усиления по напряжению; ∆iвх= 10 10-9А – разность входных токов ОУ; Uсмв = 5*10-3 В – внутреннее напряжение смещения; ∆∆iвх /∆T=0,1 10-9А/0C – тепловой дрейф разности входных токов; ∆Uсмв /∆T= 20 10-6 B/0C – тепловой дрейф внутреннего напряжения |
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
)/0,8=11,37 В
==1/6,28*150*277,86*0,5=7,5*10-6Ф.