Схемотехника.Проектирование.
Заказать уникальную курсовую работу- 34 34 страницы
- 0 + 0 источников
- Добавлена 07.05.2015
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. Тактико-технические требования (ТТТ) к заданию . . . . . . . . . . . . . . 4
2. Общие сведения об электронных усилителях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3. Расчет элементов схемы (проектирование усили-теля по постоянному сигналу) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
4. Определение параметров транзистора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5. Расчет параметров усилителя в области средних частот . . . . . . . . . . 21
6. Расчет элементов схемы и анализ усилителя в области нижних частот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
7. Анализ усилителя в области верхних частот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
8. Выводы по работе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Приложение А. Усилитель. Схема электрическая принципиаль-ная 31
Приложение Б. Усилитель. Перечень элементов . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Приложение В. Усилитель. Плата печатная . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Коэффициент усиления рассчитывается по формуле [4, С.71]:
, (41)
где
907 Ом. (42)
После подстановки соответствующих значений получим:
110. (43)
Входное сопротивление в области средних частот рассчитывается по формуле:
0,00837 1/Ом. (44)
Откуда
119 Ом. (45)
Выходное сопротивление любого четырехполюсника рассчитывается по формуле:
, (46)
где - выходное напряжение в режиме холостого хода, т.е. при условии, что ;
- выходное ток в режиме короткого замыкания, т.е. при условии, что .
Как показано в [7, С.336],
1300 Ом. (47)
6 Расчет элементов схемы и анализ усилителя в области нижних частот
Конденсаторы вызывают завал АЧХ в области нижних частот. Для уменьшения частотных искажений в области нижних частот примем, что частота среза, вносимая конденсаторами, 3 кГц. Такое условие вносит ограничения только на емкости конденсаторов, которые всегда можно выбрать сколь угодно большими.
Частота среза в области нижних частот , обусловленная только конденсатором , определяется формулой:
, (48)
Откуда
0,46 мкФ. (49)
Выбираем конденсатор типа К10-17 и округляем полученное значение до ближайшего стандартного номинала:
:К10-17-1б-Н50-0,47 мкФ±20%.
Частота среза в области нижних частот , обусловленная только конденсатором , приблизительно определяется формулой:
, (50)
Откуда
12,3 нФ. (51)
Выбираем конденсатор типа К10-17 и округляем полученное значение до ближайшего стандартного номинала:
:К10-17-1б-Н50-0,015 мкФ±20%.
Частота среза в области нижних частот , обусловленная только конденсатором , приблизительно определяется формулой:
, (52)
Откуда
0,408 мкФ. (53)
Выбираем конденсатор типа К10-17 и округляем полученное значение в большую сторону до ближайшего стандартного номинала:
: К10-17-1б-Н50-0,47 мкФ±20%.
С учетом значений конденсаторов аналитическое выражение для АЧХ в области нижних частот может быть представлено в виде:
. (54)
На рис.10 приведен график АЧХ усилителя, промоделированный с помощью программы компьютерной алгебры MathCad.
Рис.10 График АЧХ усилителя в области нижних частот
Частота среза в области нижних частот 5 кГц.
Коэффициент частотных искажений в области нижних частот вычисляют по формуле:
1,00009. (55)
7 анализ усилителя в области верхних частот
АЧХ усилителя в области верхних частот описывается формулой:
, (56)
где - частота среза в области верхних частот, которая определяется формулой:
, (57)
де = - постоянная времени в области верхних частот.
Значение емкости рассчитывают по формуле:
. (58)
Значение емкости (дифференциальная емкость перехода база-эмиттер), определяется формулой:
=, (59)
де - граничная частота передачи тора для схемы ОЭ (паспортный параметр транзистора);
- - дифференциальная емкость перехода база-коллектор (паспортный параметр транзистора), значение которой определяют через постоянну времени цепи обратной связи:
80,3 пФ. (60)
92 Ом. (61)
=58 пФ, (62)
Значение емкости :
8,1 нФ. (63)
Значение постоянной времени :
=0,028 мкс. (65)
Значение частоты среза :
5,68 МГц. (65)
На рис.11 приведен график АЧХ усилителя в области верхних частот, промоделированный с помощью программы компьютерной алгебры MathCad.
Рис.11 График АЧХ усилителя в области верхних частот
Коэффициент частотных искажений в области верхних частот рассчитывают по формуле:
1,012. (55)
8 Выводы по работе
В работе произведен расчет импульсного широкополосного усилителя на транзисторе КТ 301Г. Усилитель имеет коэффициент усиления =110 в диапазоне частот от 5 кГц до 5,68 МГц. Усилитель позволяет усиливать импульсный сигнал с периодом повторения =3 мкс и длительностью импульса =1,1 мкс при напряжении =0,8 В на нагрузке =3 кОм.
Коэффициент частотных искажений в области верхних частот не превышает значения 1,012.
Коэффициент частотных искажений в области нижних частот не превышает значения 1,00009.
ЛИТЕРАТУРА
1. Яночкин В.Н. Проектирование усилителей радиочастоты с электронной перестройкой. Учебное пособие. 1990. 63 с.
2. Яночкин В.Н. Лекции по курсу «Схемотехническое проектирование АИУС». БГТУ. 2014 г.
3. Ржевкин В.А., Яночкин В.Н. Усилители радиоэлектронных систем. Учебное пособие. 1992. 82 с.
4 Войшвилло Г.В. Усилительные устройства: Учебник для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь. 1981.-264 с.
5. Петухов В.М. Маломощные транзисторы и их зарубежные аналоги. Справочник. - М.: КУбкК-а, 1996. -672 с.
6. Федотов Я.А. Основы физики полупроводниковых приборов. Изд. 2, испр. и доп. Изд-во «Советское радио», 1970, 592 с.
7. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. Изд.4-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1977. 672 с.
Приложение А
Усилитель. Схема электрическая принципиальная
Приложение Б
Усилитель. Перечень элементов
Позиция Наименование Конденсаторы , К10-17-1б-Н50-0,47 мкФ±20% ЯАВЦ.673511.004 ТУ К10-17-1б-Н50-0,015 мкФ±20% ЯАВЦ.673511.004 ТУ Резисторы С2-33Н-0,125-6,8 кОм±2% -А-В ОЖО.467.173 ТУ С2-33Н-0,125-680 Ом±2% -А-В ОЖО.467.173 ТУ С2-33Н-0,125-1,3 кОм±2% -А-В ОЖО.467.173 ТУ С2-33Н-0,125-130 Ом±2% -А-В ОЖО.467.173 ТУ Транзисторы Транзистор КТ-301Г ГОСТ 11630-70
Приложение В
Плата печатная
Шаг координатной сетки 2,5 мм
2
1. Яночкин В.Н. Проектирование усилителей радиочастоты с электронной перестройкой. Учебное пособие. 1990. 63 с.
2. Яночкин В.Н. Лекции по курсу «Схемотехническое проектирование АИУС». БГТУ. 2014 г.
3. Ржевкин В.А., Яночкин В.Н. Усилители радиоэлектронных систем. Учебное пособие. 1992. 82 с.
4 Войшвилло Г.В. Усилительные устройства: Учебник для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь. 1981.-264 с.
5. Петухов В.М. Маломощные транзисторы и их зарубежные аналоги. Справочник. - М.: КУбкК-а, 1996. -672 с.
6. Федотов Я.А. Основы физики полупроводниковых приборов. Изд. 2, испр. и доп. Изд-во «Советское радио», 1970, 592 с.
7. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. Изд.4-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1977. 672 с.
Вопрос-ответ:
Какие тактико-технические требования (ТТТ) можно использовать при проектировании схем?
При проектировании схем можно использовать различные тактико-технические требования (ТТТ), которые зависят от конкретной задачи и условий применения. Например, требования к мощности, частотному диапазону, коэффициенту усиления, искажениям, сопротивлению входа и выхода усилителя и др.
Что такое электронные усилители?
Электронные усилители - это устройства, предназначенные для усиления электрических сигналов. Они состоят из активных элементов (например, транзисторов) и пассивных элементов (резисторов, конденсаторов, индуктивностей), которые образуют электрические схемы, способные усиливать амплитуду, фазу, частоту или другие характеристики сигнала.
Как рассчитать элементы схемы для проектирования усилителя по постоянному сигналу?
Для рассчета элементов схемы усилителя по постоянному сигналу необходимо знать параметры транзистора и требуемые характеристики усилителя (например, коэффициент усиления, точность усиления, полосу пропускания и др.). С помощью специальных формул и методов можно определить значения резисторов, конденсаторов и других элементов схемы, которые обеспечат требуемые характеристики усилителя.
Какие параметры транзистора нужно определить для проектирования усилителя?
При проектировании усилителя необходимо определить следующие параметры транзистора: тип (например, биполярный или полевой), максимально допустимый ток коллектора или стока, максимально допустимое напряжение коллектора или стока, коэффициент усиления, частотный диапазон, входной и выходной сопротивления, уровень шума, температурные характеристики и другие параметры, которые могут влиять на работу усилителя.
Какие тактико-технические требования нужно учитывать при проектировании схемы электронного усилителя?
При проектировании схемы электронного усилителя необходимо учитывать тактико-технические требования, такие как требуемая мощность усиления, рабочая частота, сопротивление нагрузки, шумы и искажения, диапазон входных и выходных сигналов и другие параметры, которые определяются спецификацией задания.
Какие общие сведения следует знать об электронных усилителях?
Об электронных усилителях следует знать, что они предназначены для усиления электрических сигналов, преимущественно аудио или видео сигналов. Усилители могут быть постоянного или переменного тока, однокаскадными или многокаскадными, класса А, B, AB, D и других. Они могут быть выполнены на транзисторах, операционных усилителях или лампах, в зависимости от требований и целей конкретного проекта.
Каким образом рассчитываются элементы схемы для проектирования усилителя постоянного сигнала?
Для проектирования усилителя постоянного сигнала необходимо рассчитать элементы схемы, такие как сопротивления, емкости и индуктивности. Для этого используются формулы и законы электрических цепей, такие как закон Ома, закон Кирхгофа, формулы для резонансных контуров и прочие. Расчет выполняется, исходя из требуемых значений напряжения, тока, частоты и других параметров, указанных в задании на проектирование.
Какие параметры транзистора необходимо определить при проектировании схемы усилителя?
При проектировании схемы усилителя необходимо определить такие параметры транзистора, как максимальное напряжение и ток коллектора, коэффициент усиления, рабочие частоты, входное и выходное сопротивления, шумы и искажения, температурный диапазон, тип корпуса и другие. Эти параметры важны для выбора подходящего транзистора и обеспечения требуемых характеристик и надежной работы усилителя.
Что такое тактико-технические требования (ТТТ) и как они связаны с схемотехникой проектирования?
Тактико-технические требования (ТТТ) - это требования к техническим характеристикам и параметрам электронных устройств, которые определяются в контексте конкретной задачи и условий эксплуатации. В схемотехнике проектирования они играют важную роль, так как помогают определить необходимые характеристики и параметры усилителя, которые в дальнейшем будут использоваться при проектировании схемы.
Какие общие сведения следует знать об электронных усилителях?
Электронные усилители - это устройства, предназначенные для увеличения амплитуды электрического сигнала. Они широко применяются в различных областях, включая аудио- и видеотехнику, телекоммуникации и медицинскую технику. Усилители могут быть различных типов, таких как операционные усилители, мощностные усилители и др. Они имеют различные характеристики, такие как коэффициент усиления, полоса пропускания, выходное сопротивление и т.д.
Каким образом производится расчет элементов схемы при проектировании усилителя по постоянному сигналу?
Расчет элементов схемы при проектировании усилителя по постоянному сигналу включает определение значений резисторов, конденсаторов и других компонентов, которые обеспечат необходимую усилительную функцию. Расчет проводится с учетом требуемых параметров усиления, полосы пропускания, сопротивлений нагрузки и источника, а также других параметров схемы. Используются различные методы расчета, включая аналитические формулы и схемные аналогии.
Что такое параметры транзистора и как их определяют?
Параметры транзистора - это характеристики, которые определяют его работу и функционирование в усилительной схеме. К ним относятся такие параметры, как коэффициент усиления, полоса пропускания, выходное сопротивление, ток потребления и др. Определение параметров транзистора проводится экспериментально или с помощью специальных приборов. Также существуют специальные каталоги, где указаны значения параметров для различных моделей транзисторов.