Аналоговая схемотехника

Буквами и отмечено напряжение источников питания, а буквами и - максимальная амплитуда выходного сигнала. На Рис.

Аналоговая схемотехника

Контрольная работа

Компьютеры, программирование

Другие контрольные работы по предмету

Компьютеры, программирование

Сдать работу со 100% гаранией

Министерство связи и информатизации РФ

Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики Хабаровский филиал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

по Аналоговой схемотехнике

 

 

 

Студента 3 курса СС и СК

Максимова Ю. В.

011С-289

 

 

 

 

 

 

г. Хабаровск 2011

Оглавление

схема резисторный каскад усилитель транзистор

1. Задание

. Задача № 1

. Задача № 2

. Список литературы

 

Задание курсового проектирования. Вариант № 89

 

Задача № 1

Начертить принципиальную схему резисторного каскада предварительного усиления на биполярном транзисторе, включенном с общим эмиттером, с использованием параллельной высокочастотной коррекции, рассчитать параметры элементов схемы, коэффициент усиления в области средних частот, входные параметры каскада и амплитуду входного сигнала. Должна быть применена эмиттерная стабилизация тока покоя. Исходные данные для расчета:

 

Марка транзистора КТ357БАмплитуда сигнала на нагрузке, 1,5Относительный коэффициент усиления на верхней рабочей частоте, , раз1,2Относительный коэффициент усиления на нижней рабочей частоте, , раз0,85Емкость нагрузки , пФ35Сопротивление нагрузки, , кОм150Верхняя рабочая частота, , МГц2,5Нижняя рабочая частота, , Гц60Внутреннее сопротивление источника сигнала, , Ом200

Задача №2

 

Начертить принципиальную схему инвертирующего усилителя на операционном усилителе без указания цепей подачи питания, коррекции АЧХ и элементов балансировки. Рассчитать параметры элементов принципиальной схемы, кроме разделительного конденсатора, определить максимально допустимую амплитуду входного сигнала и частоту полюса АЧХ спроектированного усилителя, глубину обратной связи. Исходные данные для расчета:

 

Коэффициент усиления ОУ, , раз2*104Максимальный выходной ток, , А3*10-3Максимальная амплитуда выходного сигнала, , В8Частота единичного усиления, , МГц10Выходное сопротивление, , Ом200Расчетный сквозной коэффициент усиления, , раз600Сопротивление источника сигнала, , Ом100

Задача № 1

 

. Приведем принципиальную схему усилительного каскада:

 

Рис 1. - Принципиальная схема каскада

 

. Рассчитаем общую нагружающую каскад емкость :

 

пФ

3. По семейству нормированных частотных характеристик (Рис.2) определяем эквивалентное сопротивление каскада в области верхних частот .

 

Рис. 2

 

Для этого на оси ординат отмечаем заданную величину . В нашем случае она составляет 1,2. Затем проводим прямую, параллельную оси абсцисс. Далее строим нормированную АЧХ, к которой проведенная прямая была бы касательной (пунктир). Из точки касания опускаем перпендикуляр на ось абсцисс для нахождения . В нашем случае=0.9.

Далее необходимо найти коэффициент коррекции . Так как построенная нами АЧХ проходит между соседними для =0,6 и =0,8, то с достаточной степенью точности можно принять =0,7. Физический смысл коэффициента коррекции - квадрат добротности контура.

. Затем рассчитывается величина и сопротивление в цепи коллектора , так как образуется параллельным соединением и :

 

Ом

Ом

 

Для выбираем ближайшее номинальное значение: =1.6 КОм.

. Теперь определяем индуктивность корректирующей катушки :

 

Гн

 

. Далее рассчитаем амплитуду тока в нагрузке и тока покоя транзистора :

 

А

А

 

. Напряжение покоя должно быть в несколько раз больше амплитуды сигнала. По условию . Поэтому удобно принять (при этом напряжении обычно измеряются параметры транзисторов).

. Расчет элементов схемы эмиттерной стабилизации тока покоя начинается с определения величин токов базы и делителя :

 

,

где

А

А

Падение напряжения на резисторе :

 

,

 

где

Ом

В соответствии с таблицей номиналов Ом

Входное сопротивление транзистора:

 

 

где -сопротивление базы (спр. параметр).

Ом

Потенциал базы :

 

,

 

где В - напряжение база-эмиттер для маломощных кремниевых транзисторов при токе покоя измеряемого единицами миллиампер. Расчетная величина тока покоя устанавливается при настройке путем подбора сопротивлений резисторов базового делителя.

 

В

 

Напряжение источника питания:

В

 

Сопротивление резисторов делителя:

 

Ом

Ом

 

В соответствии с таблицей номиналов:

кОм

кОм

. Коэффициент усиления каскада:

 

 

10. Входное сопротивление и выходная емкость каскада:

 

 

где:- граничная частота транзистора

-сопротивление эмиттера,

А

- емкость коллектора

Ом

ФпФ

. Амплитуда входного сигнала :

 

ВмВ

 

. Величина допустимых искажений в области нижних частот распределяется с учетом разрешенной к применению элементной базы и других соображений между переходной цепью и цепью . В данном случае ограничений нет и можно принять

 

 

Тогда

 

 

Ф

В соответствии с таблицей номиналов: ФнФ

 

где:

 

Ом

 

- эквивалентное сопротивление генератора сигнала

 

 

- крутизна характеристики тока эмиттера

Тогда:

Ф

Результирующее значение выбираем по таблице:

Ф=мкФ

 

Задача № 2

 

. Нарисуем принципиальную схему усилителя (Рис. 3).

Цепи коррекции и балансировки индивидуальны для каждого усилителя, и поэтому на рисунке не показаны.

 

Рис. 3

. Расчет начинается с определения сопротивления резистора защиты :

 

Ом

 

принимаем ГОСТ R4=3кОм

где:- максимальная амплитуда выходного сигнала

- максимальный постоянный выходной ток

Справедливость приведенного выражения можно пояснить с помощью амплитудной характеристики ОУ, приведенной на Рис. 4:

 

Рис. 4 - Амплитудная характеристика ОУ

 

Буквами и отмечено напряжение источников питания, а буквами и - максимальная амплитуда выходного сигнала. На Рис. 4 , но это условие на практике не всегда выполняется. Полный раствор входной характеристики , как правило, измеряется долями милливольта. Поэтому в схемах обработки аналоговых сигналов с помощью ООС его приходится искусственно расширять. С помощью предотвращают перегрузку ОУ. Следует отметить, что значительная часть ОУ снабжена внутренней защитой и тогда не ставится.

. Далее надо рассчитать сопротивление резистора . При этом следует учитывать два обстоятельства. Во-первых, сопротивление не должно шунтировать нагрузку, а, во-вторых, сопротивление желательно выбирать возможно меньшей величины, чтобы обеспечить минимальные фазовые искажения в цепи ОС.

Часто выбирают .

Ом=кОм.

В соответствии с таблицей номиналов выбираем кОм.

. Прежде, чем приступить к расчету , следует обратиться к двум вспомогательным формулам. Коэффициент усиления ОУ, охваченного ООС , рассчитывается по формуле:

 

,

 

где - коэффициент усиления без ООС

- коэффициент передачи цепи обратной связи.

В данном случае

 

 

Поскольку по условию и заданы, то необходимо согласно первому выражению рассчитать величину :

 

Согласно второму выражению

 

Ом.

 

По таблице выбираем номинальное значение: Ом.

Для того, чтобы не дебалансировать усилитель за счет хотя и малых, но всё же имеющих место входных токов, выбирают .

. Входное и выходное сопротивления рассчитываются по формулам:

 

Ом

Ом=6,7kOm

 

. Входная емкость самого ОУ (несколько пикофарад) пренебрежимо мала по сравнению с емкостью, вносимой за счет параллельной по входу ООС. Собственно емкостная составляющая цепи ООС создается за счет проходной емкости резистора (на Рис. 3 обозначена пунктиром).

 

Тогда ,

 

где пФ:

Ф=6нФ

. Максимальная амплитуда входного сигнала зависит только от максимальной амплитуды выходного сигнала и коэффициента усиления:

 

В=1,3мВ

 

8. Глубина обратной связи:

 

 

. Определение частоты полюса . У реальных ОУ АЧХ круто падает при увеличении частоты сигнала. Для проведения инженерных расчетов удобно пользоваться идеализированной АЧХ, приведенной на Рис. 5. На оси ординат в логарифмическом масштабе отмечается паспортная величина , а на оси абсцисс - частота единичного усиления - это частота, на которой уменьшается до единицы.

По заданию ,= 10 МГц.

Затем от отметки на оси ординат проводится прямая, параллельная оси абсцисс, до частоты

 

Гц

 

и эта точка соединяется с отметкой . Всегда наблюдае

Похожие работы

1 2 >