Проектированию предварительного каскада RC-усилителя систем передачи информации
Исследование основных аспектов проектирования входного широкополосного RC-усилителя, источником сигнала которого является генератор тока. Определение цепей питания фотодиода. Предварительный расчет каскадов по постоянному току на биполярных транзисторах.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.05.2014 |
| Размер файла | 184,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Курсовая работа по
«Проектированию предварительного каскада RC-усилителя систем передачи информации»
Задание
Проектирование входного широкополосного RC-усилителя, источником сигнала которого является генератор тока.
Дано:
Полевой транзистор КП 307 и его параметры. Напряжение затвор-исток транзистора .
|
№ |
Параметр |
Нач. ток стока Ic нач |
Крутизна макс. Smax |
Напряжение отсечки Uотс. |
Входная емкость Сзи |
Проходная емкость Сзс |
|
|
Единицы измерения |
мA |
мA/B |
B |
пФ |
пФ |
||
|
6 |
КП 307Ж |
14 |
4 |
-7 |
5 |
1.5 |
Биполярный транзистор малой мощности типа n-p-n.
|
№ |
Тип транзистора |
Рк |
Uкэ max |
Iк max |
h21max |
h21min |
fт |
Ск |
фк |
|
|
мBт |
В |
мA |
МГц |
пФ |
пс |
|||||
|
4 |
КТ355А |
225 |
15 |
30 |
300 |
80 |
1500 |
2 |
60 |
Конденсаторы выбираются студентами равными 1…5 мкФ.
Рис. 1 Принципиальная схема усилителя
широкополосный генератор ток
1. Расчет элементов схемы по постоянному току
Рассчитаем элементы в режиме работы фотодиода и транзисторов по постоянному току. Схема усилителя по постоянному току представлена на рис. 2.
Рис. 2 Схема усилителя по постоянному току
1.1 Расчет цепей питания фотодиода V1
Справочные параметры фотодиода ФДК-227:
- рабочее напряжение;
- темновой ток;
- фототок.
Принципиальная схема цепей питания фотодиода V1 и его типовая вольт-амперная характеристика приведены на рис.3.
Рис. 3 Принципиальная схема цепей питания фотодиода а) и его типовая вольт-амперная характеристика б)
Обратное смещение на фотодиод подается для вывода его в линейную область ВАХ. Одновременно с этим увеличение напряжения уменьшает проходную емкость фотодиода.
Выберем напряжение анод-катод фотодиода , .
Тогда на резисторах должно быть падение напряжения, равное:
.
Зададим напряжение на аноде
По закону Кирхгофа напряжение на катоде:
.
Зная фототок , вычислим сопротивление резисторов и :
По номинальному ряду:
На рис. 3,б) показана точка покоя А с координатами (), из чего следует, что сопротивление фотодиода постоянному току в этой точке RД=8 Мом.
1.2 Расчет по постоянному току каскада на транзисторе V2
Принципиальная схема каскада на полевом транзисторе V2 по постоянному току представлена на рис.4.
Рис. 4 Принципиальная схема по постоянному току каскада V2 а) и типовая вольт-амперная характеристика полевого транзистора с n-каналом б)
Полевой транзистор КП 307 и его параметры. Напряжение затвор-исток транзистора .
|
№ |
Параметр |
Нач. ток стока Ic нач |
Крутизна макс. Smax |
Напряжение отсечки Uотс. |
Входная емкость Сзи |
Проходная емкость Сзс |
|
|
Единицы измерения |
мA |
мA/B |
B |
пФ |
пФ |
||
|
6 |
КП 307Ж |
14 |
4 |
-7 |
5 |
1.5 |
Для расчета резисторов сначала необходимо рассчитать точку покоя полевого транзистора , исходя из его параметров: тока стока начального , крутизны максимальной и напряжения отсечки .
Ток стока будет:
А крутизна:
Выберем напряжение сток-исток:
а напряжение на истоке
Тогда напряжение на стоке
а напряжение на затворе
Рассчитаем сопротивление исходя из заданной верхней частоты . Так как частота среза входной цепи в области верхних частот определяется суммарной емкостью и сопротивлением , а частота среза входной цепи должна быть больше , то сопротивление можно определить из неравенства .
Находим
,
где .
При этом ток делителя
.
По номинальному ряду:
1.3 Предварительный расчет каскадов по постоянному току на биполярных транзисторах V3 и V4
Принципиальная схема каскадов V3 и V4 по постоянному току представлена на рис.5
Рис. 5 Принципиальная схема каскадов на биполярных транзисторах по постоянному току
Биполярный транзистор малой мощности типа n-p-n.
|
№ |
Тип транзистора |
Рк |
Uкэ max |
Iк max |
h21max |
h21min |
fт |
Ск |
фк |
|
|
мBт |
В |
мA |
МГц |
пФ |
пс |
|||||
|
4 |
КТ355А |
225 |
15 |
30 |
300 |
80 |
1500 |
2 |
60 |
Выберем токи покоя транзисторов и , , .
Напряжение коллектор-эмиттер :
,
а напряжение на эмиттере :
Тогда, напряжение на базе :
где для кремниевых транзисторов. Заметим, что .
Напряжение на базе :
Напряжение на коллекторе :
Для вычисления токов базы и определим:
.
Тогда
В связи с их малостью можно принять равными , .
Вычислим сопротивления резисторов согласно выражениям:
Ток делителя выберем равным:
Тогда
Выберем рассчитанные сопротивления резисторов R7,R8,R9,R10 и R11 по номинальному ряду:
|
Обозн. |
Наименование |
Кол. |
Примечание |
|
|
С1,С2,С4,С6 |
Конденсатор К10-17Б Н90 1мкФ |
4 |
||
|
С3 |
Конденсатор К53-18В 16В 1мкФ |
1 |
||
|
С5 |
Конденсатор К53-18В 16В 4,7мкФ |
1 |
||
|
R1 |
Резистор МЛТ-0,125-1,2МОм ±10% |
1 |
||
|
R2 |
Резистор МЛТ-0,125-2,7МОм ±10% |
1 |
||
|
R3 |
Резистор МЛТ-0,125-39кОм ±10% |
1 |
||
|
R4 |
Резистор МЛТ-0,125-5,6кОм ±10% |
1 |
||
|
R5 |
Резистор МЛТ-0,125-360Ом ±5% |
1 |
||
|
R6 |
Резистор МЛТ-0,125-240Ом ±5% |
1 |
||
|
R7 |
Резистор МЛТ-0,125-27кОм ±10% |
1 |
||
|
R8 |
Резистор МЛТ-0,125-8,2кОм ±10% |
1 |
||
|
R9 |
Резистор МЛТ-0,125-390Ом ±5% |
1 |
||
|
R10 |
Резистор МЛТ-0,125-470Ом ±10% |
1 |
||
|
R11 |
Резистор МЛТ-0,125-120Ом ±5% |
1 |
||
|
V1 |
Диод ФДК-227 |
1 |
||
|
V2 |
Транзистор КП307Ж |
1 |
||
|
V3,V4 |
Транзистор КТ355А |
2 |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор и обоснование структурной схемы усилителя гармонических сигналов. Необходимое число каскадов при максимально возможном усилении одно-двухтранзисторных схем. Расчет выходного каскада и входного сопротивления транзистора с учетом обратной связи.
курсовая работа [692,9 K], добавлен 28.12.2014Определение лучшего фотодиода для модернизации дальномера и фотодиода с усилителем для модернизации систем регистрации лазерного излучения. Управление частотным шумом, возникающим при работе усилителя. Борьба с помехами, вызванными внешними воздействиями.
дипломная работа [5,9 M], добавлен 15.05.2015Общие технические характеристики используемого транзистора, схема цепи питания и стабилизации режима работы. Построение нагрузочной прямой по постоянному току. Расчет параметров элементов схемы замещения. Анализ и оценка нелинейных искажений каскада.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 27.12.2013Усилители, построенные на полупроводниковых усилительных элементах (биполярных и полевых транзисторах). Выбор принципиальной схемы. Расчет выходного, предоконечного и входного каскадов. Параметры схемы и расчет обратной связи. Расчет элементов связи.
курсовая работа [203,3 K], добавлен 27.11.2009Усиление транзисторного каскада. Выбор транзистора, определение напряжения источника питания, расчет сопротивления резисторов и емкости конденсаторов. Определение максимальных амплитуд источников сигнала для неинвертирующего усилителя постоянного тока.
контрольная работа [58,2 K], добавлен 03.12.2011Расчет каскада транзисторного усилителя напряжения, разработка его принципиальной схемы. Коэффициент усиления каскада по напряжению. Определение амплитуды тока коллектора транзистора и значения сопротивления. Выбор типа транзистора и режима его работы.
контрольная работа [843,5 K], добавлен 25.04.2013Данные для расчёта усилителя напряжения низкой частоты на транзисторах. Расчёт усилительного каскада на транзисторе с общим эмиттером. Расчёт выходного усилительного каскада - эмиттерного повторителя. Амплитудно-частотная характеристика усилителя.
курсовая работа [382,1 K], добавлен 19.12.2015Принципы проектирования электрического фильтра и усилителя напряжения. Анализ спектра сложного периодического сигнала. Оценка прохождения входного сигнала через радиотехнические устройства. Разработка схем электрического фильтра и усилителя напряжения.
курсовая работа [323,7 K], добавлен 28.03.2015Разработка цифрового частотомера с источником питания от сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Обоснование структурной схемы. Выбор элементной базы. Преобразование аналогового сигнала в цифровой с помощью усилителя-ограничителя.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 23.12.2011Выбор режима работы усилителей электрических сигналов: подбор транзисторов, составление структурной схемы, распределение частотных искажений. Расчёт оконечного, инверсного и резистивного каскадов предварительного усиления. Вычисление источника питания.
курсовая работа [721,0 K], добавлен 01.08.2012Последовательность сбора инвертирующего усилителя, содержащего функциональный генератор и измеритель амплитудно-частотных характеристик. Осциллограмма входного и выходного сигналов на частоте 1 кГц. Схема измерения выходного напряжения, его отклонения.
лабораторная работа [2,3 M], добавлен 11.07.2015Схема усилителя с обратными связями. Особенности определения длительности фронта импульса. Пример расчета автоколебательного мультивибратора. Вход прямоугольного импульса, схема мультивибратора с регулировкой частоты дополнительным источником питания.
лекция [476,9 K], добавлен 23.07.2013Расчет и график напряжения на выходе цепи. Спектральная плотность сигнала на входе и выходе. Дискретизация входного сигнала и импульсная характеристика цепи. Спектральная плотность входного сигнала. Расчет дискретного сигнала на выходе корректора.
курсовая работа [671,8 K], добавлен 21.11.2011Выбор и обоснование принципиальной электрической схемы двухкаскадного усилителя, их элементы. Определение основных параметров транзисторов и их статических режимов. Методика и главные этапы вычисления электрических параметров всех элементов усилителя.
курсовая работа [402,2 K], добавлен 26.01.2015Краткая характеристика устройства ввода тока и напряжения. Методика построения преобразователя тока в напряжение. Фильтр низких частот. Устройство унифицированного сигнала. Расчет устройства ввода тока, выполненного на промежуточном трансформаторе тока.
курсовая работа [144,0 K], добавлен 22.08.2011Составление математических моделей электрических цепей при действии источников сигнала произвольной формы и гармонического сигнала. Расчет тока ветви методами контурных токов, узловых напряжений, эквивалентного генератора. Параметры постоянного тока.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 29.10.2012История развития электротехники - науки, изучающей практическое применение электричества. Решение задач на определение коэффициента усиления усилителя по мощности; определение внутреннего сопротивления лампового триода, входящего в состав усилителя.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 04.06.2010Разработка схемы усилителя постоянного тока и расчет источников питания: стабилизатора напряжения и выпрямителя. Определение фильтра низких частот. Вычисление температурной погрешности и неточностей измерения от нестабильности питающего напряжения.
курсовая работа [166,3 K], добавлен 28.03.2012Расчет эквивалентных параметров цепей переменного тока. Применение символического метода расчета цепей синусоидального тока. Проверка баланса мощностей. Исследование резонансных явлений в электрических цепях. Построение векторных топографических диаграмм.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 09.02.2013Произведение расчетов разветвленной цепи постоянного тока с несколькими источниками электрической энергии; цепи переменного тока с параллельным соединением приемников, трехфазной цепи при соединении "звездой"; однокаскадного низкочастотного усилителя.
контрольная работа [2,2 M], добавлен 31.01.2013
