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
|
Методика решения задач и примеры расчетаПример 1. При расчете усилителя (рисунок 1) целесообразно придерживаться следующей последовательности: 1 Вначале необходимо убедиться, что заданный транзистор удовлетворяет нормальному режиму его работы в схеме усилителя. Условия нормального режима работы транзистора – максимально допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер должно быть больше напряжения источника питания, т.е.: U кэ > Eк; I к – максимально допустимый постоянный ток коллектора должен превышать входной ток следующего каскада не менее чем Iк > (1,5…2) · Iвх.. Если в условии задачи задана не только низкая рабочая Fmax21Б >3Fmax · F21Б . 2 Определяем величину постоянного тока коллектора I к0 = (1,3...1,7) · I вх.. Если ток окажется менее 1мА, то его следует увеличить 3 Находим сопротивление нагрузки в цепи коллектора
Найденное сопротивление приводим к номинальному значению (см. приложение). Для выбора резистора определяем мощность Р, рассеиваемую на резисторе: Р = Iк0· Rк. В радиоэлектронной аппаратуре наибольшее распространение получили непроволочные резисторы на номинальные мощности: 0,125; 0,25; 0,5; 1 Вт. Резистор выбирается так, чтобы его номинальная мощность была на 20 – 30 % больше полученной из расчета. 4 Найденное сопротивление приводится к номинальному значению и выбирается резистор по номинальной мощности. 5 Вычисляется значение емкости блокировочного конденсатора в цепи эмиттера. Приближенно она равна (в мкФ)
Найденную емкость приводим к номинальному значению Берем электролитический конденсатор емкостью не менее найденного значения с рабочим напряжением не ниже падения напряжения на R э. При выборе конденсатора следует иметь в виду, что применяемые в радиоаппаратуре устаревшие конденсаторы КЭ, ЭМ, ЭГЦ и КЭГ, в новых разработках радиоэлектронной аппаратуры использовать не рекомендуется. Они заменены новыми конденсаторами, к которым относятся конденсаторы типов К50-3 (А, Б), К50-6, К50-7, К50-9, К50-12, К50-15, К50-16 и ряд других. Некоторые типы конденсаторов указаны в приложении (таблица 6). 6 Находим постоянное напряжение коллектор-эмиттер Кэ0 ≈ Ек - Iк0 ·Fк - Iк0 ·Rэ . 7 В семействе выходных статических характеристик заданного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, отмечаем положение рабочей точки с координатами Iк0 и Uкэ0 (рисунок 11). 8 По положению рабочей точки в семействе выходных характеристик определяем соответствующий ей постоянный ток 9 По полученному значению тока базы определяем положение рабочей точки в семействе входных статических характеристик заданного транзистора, включенного по схеме 10 Определяем постоянное напряжение (напряжение покоя) эмиттер, база U бз0 по оси абсцисс входной характеристики в точке пересечения оси напряжений с перпендикуляром, опущенным 11 Находим входное сопротивление Rвx переменному току транзистора рассчитываемого каскада, для чего проводится дополнительно на семействе входных характеристик касательная
Входное сопротивление равно отношению . 12 Определяем элементы делителя напряжения в цепи ü принимаем падение напряжения на сопротивлении фильтра ΔUф = (0,1…0,2) · Eк ; ü находим напряжение, подводимое к делителю: Uд = Eк – ΔUф; ü выбираем ток в цепи делителя из условия Iд = (2…5) · IБ0 ; ü определим значение сопротивлений делителя в цепи базы:
где Δ Uэ – падение напряжения на сопротивлении Rэ. Определяется типономинал резисторов R1 и R2, как указано в п. 3. Величина сопротивления R 2 должна быть в 5...10 раз больше входного сопротивления Rвx. Поэтому после нахождения R2 необходимо убедиться, чтобы было выполнено условие R2 > (5…10) ·Rвx. 13 Рассчитываем элементы фильтра: ü сопротивление фильтра находим из выражения
Определяется типономинал резистора, как указано в п. 3.
ü емкость конденсатора находим по формуле
Найденную емкость приводим к номинальному значению 14 Определяем амплитудное значение тока на входе каскада . При этом коэффициент усиления по току будет K 1 ≈ 0,8 · h 21э. 15 Находим коэффициент усиления каскада по напряжению
где – эквивалентное выходное сопротивление рассчитываемого каскада (сопротивление нагрузки выходной цепи для переменного тока), определяемое из эквивалентной схемы усилителя и равное: ;
– входное сопротивление транзистора следующего каскада. Это сопротивление определяется для заданного в условии значения тока покоя базы следующего каскада (I Б0 сл) по входным характеристикам так же, как в п. 11 для рассчитываемого каскада; R 2сл – сопротивление делителя следующего каскада. Оно находится из условия R 2сл = (5…10) · R вх. сл . 16 Вычисляем коэффициент усиления каскада по мощности Kp ≈ h21э · KU. 17 Определяем емкость разделительного конденсатора, связывающего рассчитываемый каскад с последующим, . Найденную емкость приводим к номинальному значению Пример 2. Рассчитать транзисторный однотактный усилитель мощности (рисунок 2), который работает на сопротивление нагрузки Решение. 1 Находим мощность, рассеивающуюся на коллекторе транзистора, работающего в данном каскаде:
где = 0,8 – КПД трансформатора, обычно равный 0,8 - 0,95; ü с общим эмиттером (ОЭ) = 0,3 - 0,4; ü с общей базой (ОБ) =35 -0,45. К ≈ 1,1...1,15 – коэффициент, учитывающий потребление мощности цепью обратной связи. При отсутствии цепи ОС К =1. Выбираем транзистор МП 39, для которого Р кт = 150 мВт и U кэ0 = 15В. 2 Допустимая величина напряжения источника питания . Условие Е к < Е доп выполняется с большим запасом. 3 По семейству выходных статических характеристик транзистора типа МП 39 (рисунок 11) определяем U min = 0,5 B. Чтобы предотвратить возникновение нелинейных искажений, обусловленных изломом выходных характеристик транзистора 4 Падение напряжения на первичной обмотке выходного трансформатора . 5 Находим максимально допустимую амплитуду напряжения на сопротивлении нагрузки в цепи коллектора, т.е. на зажимах первичной обмотки трансформатора: Uкт = E – ΔF – Umin = 4,5 – 0,4 – 0,5 = 3,6 В. 6 Определяем амплитуду I кт переменной составляющей тока в цепи коллектора, необходимую для получения в нагрузке заданной мощности:
7 Выбираем ток покоя I А коллектора несколько большим, чем амплитуда переменной составляющей коллекторного тока: I А = (1,05…1,1) · I кт= 1,1 · 14= 16 мА. Это связано с возможностью изменения тока коллектора, обусловленной разбросом параметров транзистора и изменением окружающей температуры. 8 Мощность, рассеиваемая на коллекторном переходе при отсутствии усиливаемого напряжения на входе каскада: PА=UА · IА =4,1 · 16 = 66 мВт, где UA= Ек-ΔЕ = 4,5 - 0,4 = 4,1 В. 9 Чтобы при амплитуде переменной составляющей тока 10 Нагрузкой каскада на средних частотах рабочего диапазона является входное сопротивление нагрузки в цепи коллектора. При коэффициенте трансформации , где R – сопротивление нагрузки трансформатора. 11 Фактический КПД всего каскада составляет . 12 Для дальнейшего расчета каскада строим линию нагрузки на семействе выходных статических характеристик (рисунок 11). 13 Наносим на оси токов точки Iк = IA + Iк = 16 + 14 = 30 мА, точку Iк2 = IA – Iкт = 16 - 14 = 2 мА. Точки А, I, 2 и линия нагрузки показаны на рисунке 12. 14 Определим, каким токам базы (I Б1 и I Б2) соответствуют статические выходные характеристики, пересекающиеся с прямой нагрузочной в точке 1 и 2. Если одна из этих точек или обе UБ1 = 1,5 мА, IБА= 0,66 мА, IБ2 = 0,05 мА. 15 Определим амплитуду входного тока транзистора . 16 Используя входные статические характеристики транзистора МП39 (рисунок 11), находим: UБ1 = 310 мВ, UБA = 250 мВ, UБ2 = 130 мВ. 17 Рассматривая разности I Б1 – I Б2 и U Б1 – U Б2, как удвоенное значение амплитуды входного тока I 1 и входного напряжения U 1, определяем величину входной мощности, необходимой для возбуждения каскада:
18 «Среднее» входное сопротивление транзистора . Пример 3. Рассчитать стабилизатор напряжения последовательного типа по следующим данным: выходное напряжение U вых = 12 В; ток нагрузки I н = 0,15 А; коэффициент стабилизации К ст ≥ 50; изменение входного напряжения Δ U в = ± 10%; коэффициент пульсации на входе S = 0,1. Относительное увеличение питающего напряжения 1 Выбираем транзистор регулирующего каскада типа 2 Вычисляем базовый ток регулирующего транзистора . Базовый ток 7,5 мА достаточно большой, поэтому выбираем схему составного транзистора. Выбираем второй транзистор типа КТ203Б, имеющий следующие данные: β2 = 30...100; I к2 max = 10 мА; напряжение насыщения U нac = 1 B; максимальное r вх = 300 Ом; допустимая рассеиваемая мощность Р max = 0,15 Вт. 3 Базовый ток составных транзисторов .
4 Среднее значение минимального входного напряжения . 5 Среднее значение номинального входного напряжения . 6 Среднее значение максимального входного напряжения U 0 вх max = U 0 вх ном · (1 + а) = 17,6 · (1 + 0,1) = 19,4 В. 7 Определяем максимальное входное напряжение U вх max = U 0 вх ном · (1 + S) = 19,4 · (1 + 0,1) = 21,3 В. 8 Максимальная рассеиваемая мощность регулирующих транзисторов (рисунок 3): P max = 1,1 · (U о вх max – U вых) · I т = 1,1 · (19,4 – 12) · 0,15 = 1,22 Вт; . 9 Определяем сопротивление резистора . Выбираем стандартное значение R 1=3 кОм. 10 Определяем минимальный коллекторный ток транзистора Т3 . 11 Находим максимальный ток коллектора транзистора Т3 . 12 Выбираем напряжение коллектор-эмиттер транзистора Pкэ = Uкэ · Iкэ max = 4 · 2,22 · 103 = 8,9 · 103 Вт. Из технологических соображений унификации выбираем транзисторы Т3 и Т2 одного типа, т.е. КТ203Б. 13 Выбираем опорное напряжение стабилитрона U ст = U вых – U кэ = 12 – 4 = 8 В. Выбираем стабилитрон Д814А с рабочим напряжением 14 Определяем сопротивление резистора R 2 . Выбираем стандартное значение R 2 = 1 кОм. 15 Вычисляем сопротивление входного делителя напряжения при выбранном токе I дел = 6 мА . Выбираем следующие стандартные значения: R 4 = 910 Ом, 16 Находим коэффициент передачи входного делителя . 17 Входное сопротивление транзистора Т3 r вх3 = r вх2 + β2 · r б = 300 + 30,6 = 480 Ом. 18 Определяем коэффициент усиления . 19 Рассчитываем коэффициент стабилизации
Это значение удовлетворяет заданному, т. к. получено при комбинации наиболее неблагоприятных факторов. Все транзисторы имеют наиболее низкие возможные значения статического коэффициента усиления, и стабилитрон работает на наиболее низком из возможных напряжений. 20 Емкость конденсатора С вых выбираем ориентировочно . Пример 4. Просуммировать три шестнадцатиразрядных двоичных числа (заданы в таблице 15). Выбираем числа: А = 1110000011000110; В = 1110000001111010; С = 1011010001100001. 1 Все безразличные состояния заменяются единичными: А = 1110001111000111; В = 1111001101111010; С = 1011110001101101. 2 Складываются два первых числа А и В, для чего Р 1 = 1100011111111110; А = 1110001111000111; В = 1111001101111010; S = 1111011101000011. 3 Складывают полученную сумму S 1 и третье число В, Р 1 =1111110001000001; S 1= 11101011101000001; С = 10111100011011101; S = 101001001110101110. Полученная сумма S и является искомым числом.
для решения задач
Рисунок 2
Рисунок 3
Рисунок 4
Рисунок 5
Рисунок 6
Рисунок 7
Рисунок 8
Рисунок 9
Рисунок 10
Рисунок 11
Рисунок 12
Рисунок 13
Рисунок 14
Рисунок 15
Рисунок 16
Рисунок 17
Рисунок 18
Рисунок 19
Рисунок 20
Рисунок 21
Рисунок 22
|