Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Контрольная работа № 2





Эмиттерный повторитель со следящей обратной связью.

Эмиттерный повторитель (схема ОК) имеет коэффициент передачи по напряжению КU обычно близкий к единице, поэтому он и называется повторителем. Этот тип каскада используется для усиления сигналов по току – имеет относительно высокое входное и низкое выходное сопротивление.

Исходные данные

  1. источник питания Е;
  2. входное сопротивление Rвх;
  3. входной сигнал Uвх
  4. коэффициент передачи (усиления) по напряжению Кu

5 активная нагрузка Rн ёмкость нагрузки Сн (включая ёмкость монтажа и элементов схемы)

6 нижняя граничная частота сигнала f гр.н

7 верхняя граничная частота сигнала f гр.в

 

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ № 2

Исходные данные Номер варианта
                       
Источник питания, В + 5 ± 0,1
Вх. сопрот.Rвх,кОм.        
Входн сигнал Uвх. в - 1 ≤ uВХ ≤ 1
Коэффиц. усиления по напряж. Кu     НЕ МЕНЕЕ 0 95
Активн.нагр.Rн,кОм        
Ёмкость нагр.СнПф        
Нижн граничн част сигнала fгр. гЦ  
Верхн граничн част сигнала fгр. в.МГЦ  

 

Выходное сопротивление источника входного сигнала пренебрежимо мало

Разрешается использовать резисторы с 5-ти омным отклонением от номинала.

 

Схема эмиттерного повторителя со следящей обратной связью показана на рисунке 1

Определим максимально допустимое сопротивление резистора R4 .

Напряжение покоя на базе транзистора определяется соотношением:

Uбо = Е — Iбо Rб , где

- Rб - выходное сопротивление цепи смещения базы, состоящей из R1, R2, R3 по постоянному току: Rб = R1 + R2 II R3.

Потенциал базы не должен быть выше потенциала коллектора.

Поэтому для напряжения покоя на базе можно принять:

Uбо = +Е — Uвх.max — max (Iбо Rб )

Зададимся величиной max (Iбо Rб) = 0, 15 В. Тогда наименьший потенциал эмиттера транзистора есть: Uэо = Uбо – U бэ = + Е – Uвх.max — max (Iбо Rб) — Uбэ

Сопротивление резистора R4 должно быть выбрано из условия пропускания синусоидального сигнала частоты fгр.н c амплитудой 1В. Т.К. заведомо С3 » Сн, можно считать, что на высоких частотах Сн непосредственно подключена к эмиттеру и, следовательно, во избежание нелинейного искажения такого сигнала должно выполняться условие для тока покоя эмиттера: Iэо≥ fгр.в 2π Сн Uвх.max

Округление здесь сделаем в большую сторону. В результате получим:

R4 = Uэо / Iэо

 

Выбираем ближайший меньший номинал для получения запаса по Iэо:

При этом

Iэо = Uэо / R4.

Оценим выбор транзистора по h21э и найдём максимальное выходное сопротивление повторителя при известных (rб; rэ ) из выражения:

Rвых. = [ rб / (h 21э + 1) + rэ ] II R4

и тогда коэффициент передачи (усиления) по напряжению при подключенной нагрузке будет равен:

Кu = (Rн II R4 ) / [ rб / (h21э + 1) + rэ + Rн II R4 ].

Оценим удовлетворяет ли он условию задачи.

Минимальное «собственное» входное сопротивление сигналу со стороны базы транзистора при этом составит:

Rвх. т = (rб + (rэ + Rн II R4)(h21э + 1) ≈ (Rн II R4)(h21э + 1).

Чтобы гарантировать Rвх.не менее заданной величины необходимо иметь Rб для сигнала не менее чем Rб. сигн. = Rвх. т Rвх / (Rвх. т – Rвх)

Предположим, что следящая обратная связь отсутствует, т.е. R1 = 0, C2 = 0 и Rб = R2 II R3. В этом случае Rб будет одно и то же для сигнала и для режима по постоянному току и хотя значение Rвх. т больше требуемого заданного минимума обеспечить сохранение режима по постоянному току невозможно.

Действительно, максимально возможный ток базы в состоянии покоя есть Iбо = Iэо/(h21э +1), где взято минимальное значение h21э . Следовательно ток базы может сместить потенциал базы на Rб.сигн٠Iб0 >> max (Iбо Rб )., что явно недопустимо.

На самом деле снижение потенциала базы будет меньше из-за снижения потенциала, а, следовательно и тока эмиттера, но ситуация всё равно неприемлема) Следящая связь позволяет решить проблему создавая различные сопротивления сигналу и постоянному току.

Рассчитаем допустимое значение Rб при наличии R1 ¹ 0 и С2 ¹ 0 c точки зрения режима по постоянному току.

Rб = R1 + R2 II R3» max (Iбо Rб ) / Iбо

Вычислим сопротивление R1 необходимое для получения Rвх. заданной величины по сигналу. Падение напряжения сигнала на R1 при достаточно большой ёмкости С2 равно:

Uвх. – Uвых. = Uвх (1 – Кu)

Следовательно, ток сигнала через R1 составит Uвх. = (1 – Кu ) / R1 и эффективное значение R1 по сигналу будет равно:

R1 эфф. = Uвх. / [ Uвх. (1 – Ку) / R1 ] = R1 / (1 – Кu )

Приравняем R1 эфф. = Rб сигн. и из этого уравнения получим:

R1 = (1 – Кu) Rб сигн.

Выбираем номинал R1 с запасом и получим значение R1 эфф. .

Вернёмся к режиму по постоянному току и при этом имеем:

R2 II R3 » Rб - R1

Определим R2 и R3 так,чтобы потенциал базы при Iбо = 0 был равен Е-- Uвх.max.

Получим значения R2 и R3. При подключении С2 ¹ 0 нагрузка на выходе повторителя изменится и соответственно изменятся Rвх. т и Кu.

Проверим будут ли эти изменения допустимыми:

 

Кu = (Rн II R4 II R2 II R3) / [ rб / (h21 э + 1) + rэ + Rн II R4 II R2 II R3 ].

Rвх. т ≈ rб + (rэ + Rн II R4 II R2 II R3) (h21э + 1)

Сравним полученные результаты с заданными и отметим, являются ли они допустимыми.

Заметим, что сопротивление R1 выход повторителя практически не нагружает

Входное сопротивление всей схемы равно:

Rвх. = Rвх. т II R1эфф..

Ёмкость конденсатора С1 должна быть выбрана такой, чтобы обеспечивалась передача сигнала частотой fгр. н от источника сигнала на базу транзистора.

Постоянная времени перезаряда С1 есть Т1 = Rвх. С1

Чтобы обеспечить полосу пропускания снизу должно соблюдаться условие:

Т1 ≥ 1 / 2π fгр. н,

откуда

C1 ≥ 1 / 2 π fгр. н Rвх. .

 

В качестве конденсатора можно использовать керамический или бумажный конденсатор требуемой ёмкости.

Ёмкость конденсатора С3 должна быть выбрана такой, чтобы обеспечивалась передача сигнала с fгр. н с коллектора транзистора на сопротивление нагрузки. Перезаряд этого конденсатора происходит через последовательное соединение Rвых. и Rн. Т.к. Rвых.<< Rн можно принять, что постоянная времени перезаряда С1 есть Т3 = Rн С3 и учитывая, что Т3 = Т1 получим: С3 ≥ Т1 / Rн.

В качестве С3 лучше всего использовать параллельное соединение электролитического и керамического или бумажного конденсаторов соответствующих расчётной ёмкости. Установка только электролитического коеденсатора может создать проблемы на высоких частотах.

Постоянная времени Т2 перезаряда С2 должна удовлетворять условию Т2>> Т1, чтобы цепь следящей связи заведомо перекрывала диапазон частот, при которых «включается» цепь с Т1. Примем Т2» 10 Т1 Постоянная времени Т2 =(R2 II R3) C2, откуда находим С2 = Т2 / (R2 II R3 ).

Выбираем в качестве С2 электролитический конденсатор, шунтированный керамическим конденсатором.

Мощность рассеиваемая всеми цепями схемы составит величину

Р = Е ٠Iб 0

Это намного меньше, чем допустимая мощность рассеяния любого из применяемых компонентов

 

Date: 2015-05-05; view: 447; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию