Синтез и расчёт дифференциального усилителя

Страницы работы

11 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Владимирский Государственный Университет

Кафедра КТРЭС

Лабораторная работа №1,2.

По дисциплине «Схемотехника ЭС»

«Синтез и расчёт дифференциального усилителя»

Выполнил:

студент группы Р-106

Проверил:

Владимир 2009

Схема электрическая принципиальная:

Исходные данные:

Uпит =15В

Uвых ≥5В

Rн ≥15кОм

Кu ≥10

Расчет параметров усилителя

Построим ВАХ транзистора:

Так как схемы будут паяться на одной плате, а, следовательно, будут иметь одинаковые транзисторы VT1 и VT2 и резисторы коллекторов, то воспользуемся для дальнейшего расчета данными расчёта моего коллеги. Из которых известно, что Rк2 = Rк1 = 1,2 кОм, и напряжение, которое падает на этих резисторах будет равно 6В, и ток, протекающий через эти резисторы равен 5мА. Так как транзисторы будут использоваться одинаковые, то и начальная рабочая точка будет иметь одинаковое положение соответствующее Uкэнач = 6В и Iк =5мА.

Таким образом, получается, что на каждом из плеч дифференциального усилителя падает  по 12В, а, следовательно, на переходе коллектор-эмиттер VT4 упадет разность потенциалов 3В.

Далее найдем ток эмиттера, который определяется по формуле:

Iэ= Ik + Iб , где Iб = Iк /h21э , h21э  для транзистора КТ315А изменяется в пределах от 20 до 90, примем его равным 50, откуда Iб = 5мА/50 = 0,1мА, следовательно Iэ = 5мА+0,1мА = 5,1мА. Это ток эмиттера каждого плеча. Чтобы найти ток коллектора транзистора VT4 нам необходимо сложить токи эмиттеров плеч, в результате чего получается, что IкVT4 =10,2 мА.

Зная значение тока коллектора транзистора VT4, мы можем приступить к расчету токового зеркала находящегося в цепи эмиттера.

Транзистор VT3 представляет собой диод, напряжение на котором равно напряжению база-эмиттер транзистора VT4, которое обычно выбирается из интервала 0,5 … 0,7 В, возьмем его равным 0,6В.

Откуда получаем что напряжение, которое должно падать на резисторе R1 будет вычисляться по формуле: UR1 = Eп – UVT3 = 15В – 0,6В = 14,4 В.

Зная напряжение которое должно упасть на резисторе R1 , найдем значение его сопротивления: R1 = UR1 / IR1 = 14,4В/10,2мА ≈1,4кОм.

Рассчитаем коэффициент усиления дифференциального сигнала  одного плеча дифференциального усилителя:

.

Для этого необходимо найти

где h11э для транзистора КТ315А равно 1,25к. Rэ’ – сопротивления, которые включают в цепь эмиттера для того чтобы внести ООС по постоянному и переменному току и облегчить настройку ДУ. Примем их равными 40 Ом.

Получаем, что Rвхдиф =2[1,25·103 + 20·5,1] = 4,54 к.

Откуда следует, что Rвхдифпл = 2,27 к.

Откуда получаем, что

Таким образом, можно сделать вывод, что рассчитанный нами ДУ обеспечивает необходимый коэффициент усиления Ku ≥ 10.

Теперь определим коэффициент ослабления синфазного сигнала.

Он равен , где , а , подставив данные в формулу, получаем, что . Мы получили, что <1 и     КОСС гораздо выше чем у каскада с Rэ в цепи эмиттера (там был получен КОСС = 6), исходя из этого можно сделать вывод о правильности проведенных выше расчетов.

Рассмотрим работу схемы.

Проследим что изменится если мы изменим сопротивление Rк любого из плеч (например уменьшим его). В результате этого уменьшится коэффициент усиления синфазного сигнала, который равен , что казалось бы приведет к положительным последствиям – увеличению коэффициента ослабления синфазного сигнала, но  вместе с этим и уменьшится коэффициент усиления дифференциального сигнала, который равен:

 

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Задания на лабораторные работы
Размер файла:
585 Kb
Скачали:
0