Проектирование автогенератора с мостом Вина
Элементы, используемые в схеме автогенератора с мостом Вина. Выходной усилительный каскад. Эмиттерный повторитель на транзисторах. Нелинейная отрицательная обратная связь. Расчет разделительных конденсаторов, параметрических стабилизаторов напряжения.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | методичка |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.08.2014 |
Размер файла | 903,8 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/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«тюменский государственный нефтегазовый университет»
институт КИБЕРНЕТИКИ, ИНФОРМАТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра «Кибернетических систем»
ЭЛЕКТРОНИКА
“Проектирование автогенератора с мостом Вина”
Методические указания к курсовой работе
для студентов направления ЭЭ
очной/ заочной/ формы обучения
Тюмень
ТюмГНГУ
2013
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭЛЕКТРОНИКА»
Спроектировать электронное устройство, учитывая параметры, приведенные в техническом задании.
Согласно шифру задания определяется проектируемое устройство: если первая цифра шифра «1» - усилитель мощности, если «2»- автогенератор.
Дополнительные требования, предъявляемые к выполнению курсовой работы:
1. Использовать при расчетах минимальное значение в транзистора, приведенное в справочнике, но не более 150.
2. Диапазон частот у автогенератора разбивть на поддиапазоны, с коэффициентом перекрытия 10 или v10, между собой поддиапазоны должны перекрываться на 10n.
3. Во всех каскадах ввести обратную отрицательную связь с глубиной не менее 5, т.е. F?5.
4. Для одного из каскадов рассчитать АЧХ и ФЧХ до М=v2.
5. Привести карту режимов и спецификацию элементов.
6. Все элементы должны быть пронумерованы. Нумерация элементов сквозная.
7. Отклонение всех параметров от расчетных (заданных) не более ±10%.
8. В аттенюаторе регулировка плавная и дискретная.
9. Значения резисторов и конденсаторов выбираются в соответствии номиналами (использовать ряд Е24).
10. Оформление курсовой работы согласно ГОСТ.
11. Привести информацию об изготовлении печатных и монтажных плат.
12. Спроектировать принципиальную электрическую схему электронного устройства (согласно 1-ой цифре шифра) и привести в графической части работы на листе формата А3.
Обязательные пункты, входящие в содержание курсовой работы приведены в приложении А.
Пример титульного листа приведен в приложении Б.
Далее приведена полная методика расчета электронного устройства - АВТОГЕНЕРАТОРА С МОСТОМ ВИНА.
ВЫБОР БЛОК-СХЕМЫ
Автономный источник синусоидальных колебаний, работающий в режиме самовозбуждения, называется генератором. Он является преобразователем энергии источника питания в энергию колебаний переменного тока требуемой частоты.
RC-генераторами называются автогенераторы, частота входных колебаний которых определяется цепями, состоящими из сопротивлений и емкостей.
Структурная схема RC-автогенератора с мостом Вина может быть представлена в виде замкнутой системы.
Источник питания (на схеме не обозначен);
Цепь Вина используется как частотозадающая цепь;
Повторитель (П1) служит для согласования фазирующей цепи с усилителем напряжения по сопротивлению;
Усилители напряжения (УН1, УН2) обеспечивают баланс фаз и баланс амплитуд (при введении нелинейной отрицательной обратной связи);.
Повторители (П2 и П3) согласуют задающий генератор с усилителем мощности по сопротивлению и обеспечивающих необходимый режим работы аттенюатора
Аттенюатор (АТТ) служит для плавной и ступенчатой регулировки уровня ослабления выходного напряжения.
Усилитель мощности (УМ), охваченный отрицательной обратной связью, предназначен для обеспечения заданной мощности на заданном сопротивлении нагрузки.
РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СХЕМЕ
Расчет автогенератора с мостом Вина следует начать с расчета выходного оконечного каскада.
2.1 ВЫХОДНОЙ УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД
Принципиальная электрическая схема выходного оконечного каскада:
Выбор режима работы.
Выбор режима «А» несет в себе небольшие нелинейные искажения по сравнению с другими режимами работы, хотя КПД автогенератора в этом режиме небольшой примерно 30-45 %. В то время как режим «В» обеспечивает чрезмерно большие нелинейные искажения, вызванные наличием нелинейного участка в начале входной вольтамперной характеристики. КПД режима «В» составляет 50-60 %.
Расчет будем вести в режиме «А».
1. Определяем амплитудные значения тока и напряжения на нагрузке:
A
B
Определим максимально допустимую мощность рассеивания на транзисторах VT12, VT13:
Вт,
где зА - КПД, равный 38%.
Определим UКЭ12=UКЭ13:
В,
где U0 = - запас, исключающий попадание рабочей точки в область насыщения.
КПУ= - коэффициент передачи всего усилителя мощности.
Принимаем U0 =1,5 В, КПУ =0,8 и определяем UКЭ12=UКЭ13.
Определим величину напряжения источника питания
ЕК = 2UКЭ12,13 + 2·Uзащ= 2UКЭ12,13 + 2UR43 =2*18,862+2*0,9=39,524В,
где Uзащ - падение напряжения на резисторе защиты.
Принимаем Uзащ =0,9 В
Принимаем ЕК =40 В, в соответствии со стандартным рядом источников питания.
Пересчитываем значения напряжений коллектор-эмиттер транзисторов 12 и 13:
В.
Выбираем из справочника транзисторы VT13, VT12, соответствующие по мощности, току покоя и по верхней граничной частоте полосы пропускания, основные характеристики сводим в таблицу вида:
Модель |
Тип |
P, Вт |
Uкэ доп, В |
Ikmax, A |
вmin |
fгр, МГц |
Cк, пФ |
Iко, мкА |
||
VT12 |
КТ823А-1 |
n-p-n |
20 |
45 |
2 |
30 |
3 |
75 |
5 |
|
VT13 |
КТ823A-1 |
n-p-n |
20 |
45 |
2 |
30 |
3 |
75 |
5 |
Необходимо учитывать, что у выбираемых в качестве выходных транзисторов допустимое напряжение Uк доп должно соответствовать неравенству .
Определяем токи покоя и токи базы транзисторов VT12, VT13:
Iп12 = 0,5IНМАХ + IН.У=0.5*0,884+0.000025=0,442 А,
где IН.У.- неуправляемая часть тока покоя, определяемая наличием теплового тока коллектора IK0.
А,
А,
А,
А;
Определим значение резистора защиты Rз = R43, Значение резистора защиты Rз должно быть достаточно большим, чтобы ограничить на допустимом уровне величину тока через транзисторы VT12 и VT13 и в то же время снижений коэффициента полезного действия при введении Rз должно быть незначительным:
Ом,
Uбэ12,13 =0,822
По ряду Е24: Rз=R43=2 Ом
Определяем ток покоя транзисторов VT10:
А
Определяем постоянное напряжение UКЭ10,11:
0,822=18.278 В
Определим мощность, рассеиваемую на транзисторах VT10, VT11:
PК10,11 = UКЭ10,11Iп10=18.278*0,059=1,077 Вт
Выбираем из справочника транзисторы VT10, VT11, соответствующие по мощности, току покоя и по верхней граничной частоте полосы пропускания, основные характеристики сводим в таблицу вида:
Модель |
Тип |
P, Вт |
Uкэ доп, В |
Ikmax, A |
вmin |
fгр, кГц |
Cк, пФ |
Iко, мА |
||
VT10 |
КТ801Б |
n-p-n |
5 |
60 |
2 |
30 |
10 |
20 |
20 |
|
VT11 |
П201Э |
p-n-p |
4,3 |
22 |
1,5 |
30 |
100 |
20 |
2 |
Определим сквозной ток через транзисторы VT10, VT11:
А
Определим токи покоя и токи базы транзисторов VT10, VT11
А;
А;
А
Определим ток покоя транзистора VT9:
Для обеспечения максимальных усилительных свойств транзистора VT9, можно принять значение Iп9=0,005А.
Определим напряжение на резисторе R36:
В
Определим напряжение на участке коллектор-эмиттер транзистора VT9, при этом значение Uбэ можно принять равным 0,7 В для всех остальных транзисторов в данном устройстве:
В
Определим мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора VT9:
(Вт)
Выбираем из справочника транзистор VT9, соответствующий по мощности, току покоя и по верхней граничной частоте полосы пропускания, основные характеристики сводим в таблицу вида:
Модель |
Тип |
P, Вт |
Uкэ доп, В |
Ikmax, A |
вmin |
fгр, МГц |
Cк, пФ |
Iко, мкА |
||
VT9 |
КТ384А |
n-p-n |
0,3 |
30 |
0,3 |
30 |
10 |
20 |
5 |
Определим сквозной ток и ток базы транзистора VT9
А
А
Выбираем ток делителя . Пусть
А.
Определим значения сопротивлений в схеме и выберем резисторы в соответствии с рядом Е24:
А
Ом, по ряду Е24 R24=2 Ом
В
А
Пересчитаем значение сопротивления R43:
Ом, по ряду Е24 R43=2 Ом
(В)
А
(Ом), по ряду Е24 R39=39 Ом
В
А
Ом, по ряду Е24 R40=56 Ом
В
(А)
(Ом),
По ряду Е24 R35=470 Ом
В
В
В
А
Ом, по ряду Е245 R36=390 Ом
В
В
В
А
В
Ом,
принимаем R33<R34
Пересчитываем значения сопротивления резисторов в соответствии с рядом Е24: R33+R34 = 3,5 *103 Ом
А
Ом, по ряду Е24 R32=1,8*103
В
А
Ом,
принимаем R37<R41
Пересчитываем значения сопротивления резисторов в соответствии с рядом Е24: R37+R41= 2,5*104 Ом
21. Определим коэффициент передачи повторителя на транзисторах VT10чVT13:
22. Проверим правильность выбранного значения UКЭ9 :
23. Определим коэффициент усиления предварительного каскада:
;
Возьмем rб9=300 Ом;
rЭ9 - сопротивление эмиттерного перехода, определяется следующим образом:
Ом;
RВХ.П - входное сопротивление выходного каскада в целом, определяется:
RВХ.П = 0,51012RН=0.5*30*30*15.72=7074 Ом;
- эквивалентное сопротивление предварительного каскада, определяется:
Ом,
по ряду Е24: RК.ЭКВ.=5,6*103 Ом
24. Определим коэффициент усиления каскада в целом:
КУМ = ККП =373,333*0,887=331,147
25. Охватим каскад глубокой отрицательной параллельной обратной связью по напряжению.
Глубина обратной связи определяется как:
=0,005/0,000521=9,597
где: К f0 - исходный коэффициент нелинейных искажений, равный 5%, т.е. Кf0=0,005
Кf - заданный коэффициент нелинейных искажений,
Входное сопротивление транзистора VT9 определяется следующим образом:
Rвх.VT9=rб9+rэ9•(1+в9)=300+4,839(1+30)=450 Ом
Входное сопротивление выходного каскада без ООС определяется как:
RВХ.У.М = RВХ.VT9. || R32 || R37
Т.к. RВХ У.М.>R31 принимаем R31 равным входному сопротивлению выходного каскада, R31 =360 Ом в соответствии с рядом Е24.
Определяем эквивалентное сопротивление:
RЭКВ = RВХ.У.М || R31=(351,563*360)/(351,563+360)=177,866 Ом
Определяем сопротивление R38:
(Ом),
по ряду Е24:R38=6,8*103 Ом
Из полученного выражения следует, что:
Пересчитаем значение глубины обратной связи:
F= 1+вэкв·КУМ=1+0,025*331,147=9,441
Определим коэффициент усиления выходного каскада с ООС:
При этом необходимо пересчить входное сопротивление усилителя мощности:
Ом
26. Определим входное напряжение усилителя мощности.
(В)
27. Определим значение емкости конденсатора фильтра и выберем конденсатор в соответствии с рядом Е24:
Ф,
по ряду Е24 С29=1,1*10-3 Ф
28. Определим значение емкости конденсатора С27 и выберем конденсатор в соответствии с рядом Е24:
(Ф),
по ряду Е24 С27=1,5*10-4 Ф
29. Определим значение емкости конденсатора С28 и выберем конденсатор в соответствии с рядом Е24:
Ф,
по ряду Е24 С28=1,8 *10-4 Ф
30. Определим значение емкости в цепи компенсации С30 и выберем конденсатор в соответствии с рядом Е24:
Ф,
по ряду Е24 С30=6,2*10-5 Ф
2.2 ЭМИТТЕРНЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ №3 НА ТРАНЗИСТОРАХ VT8, VT7
Нагрузкой этого эмиттерного повторителя является выходной каскад, поэтому:
UН = UBX=0,822 (В)
RН = RВХ.У.М.= 408,071 (Ом)
Примем значение тока покоя транзистора VT8 равным 5 мА
IП8 = 5 (мА)
Рассчитаем напряжение на участке коллектор-эмиттер транзистора VT8:
UКЭ8 = Uн+U0=0,822+1,5 =2,322 (В)
Определим мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора VT8 PК8 = UКЭ8IП8 =2,322 *0,005=12 (мВт)
Выбираем транзисторы VT7, VT8, в соответствии с полученными параметрами, основные характеристики сводим в таблицу вида:
Модель |
Тип |
P, Вт |
Uкэ доп, В |
Ikmax, мкA |
вmin |
fгр, МГц |
Cк, пФ |
Iко, мкА |
||
VT7 |
2TM103B |
n-p-n |
0.03 |
80 |
60 |
18-225 |
30 |
20 |
5 |
|
VT8 |
2TM103B |
n-p-n |
0.03 |
80 |
60 |
18-225 |
30 |
20 |
5 |
5. Зададимся напряжением питания из расчета, что EК < UКДОП
Принимаем ЕК = 32 (В)
6. Определим ток базы транзистора VT8
(мА)
7. Определим ток базы и ток покоя транзистора VT7:
По графику зависимости от тока эмиттера определяем, что = 8
(мА)
(мА)
8. Примем ток делителя (мА)
Определим значение сопротивления резистора в цепи эмиттера транзистора VT8:
IR29=Iб8+IП8= 5*10-3+5=5,005 (мА)
5,93 (Ом)
Принимаем R29 =6200 (Oм)
В соответствии с этим пересчитаем значения напряжений на участке коллектор-эмиттер транзистора VT8 и определим падение напряжения на резисторе 29:
UКЭ8=ЕК-R29•IR29 =29-6200*5,005*10-3=0,969 (В)
UR29=R29•IR29=6200*5,005*10-3=31,031 (В)
9. Определим значение сопротивления резистор R28:
R28 = 15 RН =15*408,071=6,121*103(Ом)
Принимаем R28 =6,2*103 (Ом)
Тогда:
IR28= Iб7=5,556*10-1 (мА)
UR28=R28•IR28 =6,2 *103*5,556*10-4=3,444 (В)
10. Определим значения сопротивлений резисторов в цепи делителя:
5,556*10-3 (А)
Ом
Принимаем R27 = 6,8*103 (Ом)
Тогда:
UR27=R27•IR27=6,8*103*5,556*10-3=37,781 (В)
В
=5,556*10-3+5,556*10-4=5,612*10-3 (А)
(Ом)
Принимаем R26 =150 (Ом)
11. Определим значения эквивалентного сопротивления резистора эмиттера RЭ~:
RЭ~ = RH || R27 || R29 || R26 (Ом)
12. Определим коэффициент передачи повторителя:
(Ом)
13. Определим входное сопротивление повторителя:
Ом
14. Определим выходное сопротивление повторителя:
RВЫХП = rЭ8 =2,5 (Ом)
15.Определим значение емкости конденсатора С24:
.
(мкФ)
Примем С24= 4,3*10-4(мкФ)
16. Рассчитаем напряжение, которое необходимо подать на вход повторителя:
(В),
Где = .
2.3 АТТЕНЮАТОР
Аттенюатор - это устройство, уменьшающее амплитуду сигнала без искажения его формы. Аттенюатор с помощью резистора R25 обеспечивает плавную регулировку и при помощи резисторов R22-R24 - дискретную.
Т.о. аттенюатор должен обеспечивать дискретное переключение диапазонов и плавное изменение сигнала внутри них:
Примем R25=3300 Ом, чтобы получался не слишком большой разброс между крайними значениями резисторов .
( -? - 0) дБ
(-? - -0.52) дБ
(-? - -8,32) дБ
(-? - -40,56) дБ
В качестве потенциометра R25 выберем резистор с сопротивлением в пределах от 2,0 до 5,1 кОм.
Диапазон ослабления определяется следующим образом:
.(дБ)
Отсюда (Ом)
1. -0,52 дБ.
(Ом)
Принимаем значение R22=220 Ом, в соответствии с рядом Е24.
Тогда ослабление будет несколько отличатся от заданного, реально получаем:
(дБ)
2. =16*(-0.52)=-8,32 дБ.
(Ом)
Принимаем значение R23=5,6*103 Ом, в соответствии с рядом Е24.
Тогда ослабление будет несколько отличатся от заданного, реально получаем:
(дБ)
3. =78*(-0.52)= -40,56 дБ.
(Ом)
Принимаем значение R24= 3,6*105 Ом, в соответствии с рядом Е24.
Тогда ослабление будет несколько отличатся от заданного, реально получаем:
(дБ)
Определим токи проходящие через сопротивления аттенюатора:
(А),
где входное напряжение аттенюатора соответствует входному напряжению эмиттерного повторителя на транзисторах VT7- VT8:
UвхА=UвхП3=0.842
(А)
(А)
(А)
Рассчитаем мощность, рассеиваемую на резисторах аттенюатора:
(Вт)
Вт
Вт
2.4 ЭМИТТЕРНЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ №2 НА ТРАНЗИСТОРАХ VT5, VT6
В качестве нагрузки данного эмиттерного повторителя примем R25 аттенюатора:
UН = UBX А=0,842 (В)
RН = R25=3300 (Ом)
1. Примем значение тока покоя транзистора VT6 равным 5 мА
IП6 = 5 (мА)
2. Рассчитаем напряжение на участке коллектор-эмиттер транзистора VT6:
UКЭ6 = Uн+U0=0,842 +1,5=2,342 (В)
3. Определим мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора VT6:
PК6 = UКЭ6IП6= 2,342*0,005=0,012 (Вт)
4. Выбираем транзисторы VT5, VT6, в соответствии с полученными параметрами, основные характеристики сводим в таблицу вида:
Модель |
Тип |
P, Вт |
Uкэ доп, В |
Ikmax, A |
вmin |
fгр, МГц |
Cк, пФ |
Iко, мА |
||
VT5 |
КТ338А |
n-p-n |
0.1 |
15 |
0.06 |
70 |
80 |
8*10-6 |
||
VT6 |
КТ338А |
n-p-n |
0.1 |
15 |
0.06 |
70 |
80 |
8*10-6 |
5. Зададимся напряжением питания из расчета, что:
Ек=2•Uкэ6 =5*2.342 =4.684 (В)
Принимаем ЕК = 6 (В), в соответствии с рядом напряжений источников питания.
6. Определим ток базы транзистора VT6:
(А),
При этом, Iк6<< Ikmax.
7. Определим ток базы и ток покоя транзистора VT7:
По графику зависимости от тока эмиттера определяем, что =(7-10)=8
(А)
(А)
8. Примем ток делителя (А)
9. Определим сопротивление резистора в цепи эмиттера транзистора VT6:
IR21=Iб6+IП6 =7.143*10-8+0.005=5*10-3 (А)
(Ом)
Принимаем R21 =750 (Oм)
В соответствии с этим пересчитаем значения напряжений на участке коллектор-эмиттер транзистора VT6 и определим падение напряжения на резисторе 21:
UКЭ6=ЕК-R21•IR21=6-750*5*10-3=2.25 (В)
UR21=R21•IR21 =750*5*10-3=3.75 (В)
10. Примем значение сопротивления R20 максимально большим (?3900-15000 Ом):
R20 = 10000 (Ом),тогда:
IR20= Iб5=7.93*10-9 (А)
UR20=R20•IR20=1*10-4*7.93*10-9=7.937*10-5 (В)
11. Определим резисторы в цепи делителя
=7.937*10-8 (А)
Uбэ5, Uбэ6 примем равными 0,7 В
Ом
Принимаем R19 = 6.8*107 (Ом)
UR19=R19•IR19=6.8*107*7.937*10-8=5.397 (В)
Пересчитаем значение напряжения Uбэ5 :
(В)
(А)
(Ом)
Принимаем R18 = 7.5*106 (Ом)
12. Определим RЭ~:
RЭ~ = RH || R19 || R21 || R18 (Ом)
13. Определим коэффициент передачи повторителя:
(Ом)
14. Определим входное сопротивление повторителя
Ом
15. Определим выходное сопротивление повторителя
RВЫХП = rЭ6=5 (Ом)
16. Определим значение емкости С21:
(Ф)
Примем С21= 10*10-9 (Ф)
17. Определим входное напряжение повторителя:
(В)
Перед тем как начать расчет усилителя напряжения рассчитываем входное сопротивление моста Вина, учитываем отрицательную обратную связь, которую мы вводим для стабилизации коэффициента усиления, а значит и выходного сигнала.
2.5 ЦЕПЬ ВИНА
Перед тем как начать расчет усилителя напряжения нам надо рассчитать входное сопротивление моста Вина, учесть отрицательную обратную связь, которую мы вводим для стабилизации коэффициента усиления, а значит и выходного сигнала.
Изменение частоты производится дискретно (грубо) с помощью конденсаторов и плавно с помощью переменных резисторов.
Входное сопротивление моста Вина определяется следующим образом:
На частоте квазирезонанса следовательно:
Выходное сопротивление моста Вина определяется:
На частоте квазирезонанса
Нагрузкой для моста Вина является эмиттерный повторитель на транзисторах VT1 и VT2 , поэтому предположим, что входное сопротивление эмиттерного повторителя будет максимально большим - в пределах от 150 до 250 кОм. Для того, чтобы Rвхп не шунтировало мост Вина:
(Ом)
(Ом)
Примем значения сопротивлений резисторов цепи Вина R1 и R3, равными максимальному значению сопротивления цепи Вина (RmaxЦВ), а значения R2 и R4, равными минимальному значению (RmixЦВ).
R1=R3= 2*104 (Ом), а R2=R4= 2*103 (Ом).
Определим значение выходного сопротивления цепи Вина:
(Ом)
(Ом)
Определим значение входного сопротивления цепи Вина:
(Ом)
(Ом)
Рассчитаем ёмкости C1чС12:
1. Для первого диапазона (X) Гц (10X) Гц, (Х=fн из технического задания), при R1+R2=22000 Ом :
Ф,
принимаем = 7,5*10-8 (Ф)
Пересчитаем значения первого частотного диапазона в соответствии с принятыми значениями емкостей конденсаторов С1,С2:
48,23 (Ф), 530,516 (Ф)
2. Для второго диапазона (10X) Гц (100X) Гц:
Ф
принимаем C3=C4=7,5*10-9 (Ф)
Пересчитаем значения второго частотного диапазона в соответствии с принятыми значениями емкостей конденсаторов С3,С4:
502,383 (Ф), 5,526*103 (Ф)
3. Для третьего диапазона (100X) Гц (1000X) Гц:
(Ф)
принимаем C5=C6= 7,5*10-10 (Ф)
Пересчитаем значения третьего частотного диапазона в соответствии с принятыми значениями емкостей конденсаторов C5=C6:
5,024*103 (Ф), 5,526*104 (Ф)
Определим токи, протекающие в резисторах:
(А)
А
2.6 ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ НЕЛИНЕЙНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
В качестве нелинейного элемента выбираем лампу накаливания. Нелинейный элемент (НЭ) вводится нами в схему для ограничения амплитуды. Сопротивление НЭ зависит от температуры, а та в свою очередь от баланса мощностей. При этом постоянная времени НЭ, работающего в автогенераторе, должна быть намного больше периода колебаний на самой нижней рабочей частоте, в этом случае температура НЭ на протяжении периода колебаний не может следовать за изменениями мгновенной мощности и остается постоянной с высокой степенью точности. Таким образом, сопротивление НЭ является функцией действующего значения тока или напряжения, а получаемые автоколебания - синусоидальными. Характеристики нелинейного элемента - лампы накаливания:
Тип |
Uст, В |
Iср, мА |
Iр.о., мА |
Iн, мА |
t, с |
|
НСМ12х5 |
0,5 3 |
1 |
0,6 1,8 |
6 |
0,4 |
Найдем напряжение лампы:
(В)
Рассчитаем значения элементов, через которые реализована обратная связь.
Найдем сопротивление лампочки с помощью ом-амперной характеристики.
Iл=0,0013 А, Rл = 1200 Ом
Выбираем резистор R12 из условия R12 >> Rл , предположим, что R12=3•Rл=3600 Ом.
Принимаем R12 = 3,6 (кОм)
Rэ~=R12 || Rл = (Ом)
RСВ = 2(R12 || Rл ) = (Ом)
R13 = RСВ = 1,8*103 (Ом)
Посчитаем сопротивление ООС:
(Ом)
Определим коэффициент отрицательной обратной связи и коэффициент усиления:
Ом,
где Rн=Rвх. п на VT5,6=2,678*105
Определим значения напряжений на резисторах R12 и R13
UR12 = UH =0,842 (В)
UR13 = 2UH =1,684 (В)
Определим значение емкости конденсатор в цепи ОС:
(Ф)
Принимаем С18=3,6*10-5 (Ф)
2.7 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Этот усилитель выполняет две основные функции:
обеспечивает баланс фаз
обеспечивает коэффициент усиления 3
Рассчитаем элементы, относящиеся к усилительному каскаду на транзисторе VT4.
Усилитель напряжения работает на нагрузку (эмиттерный повторитель), на мост Вина, на ООС.
Uвых.у = Uвх.п2 = 0,849 (В)
Rн. у = RООС||RвхЦВmin.||Rвхп2 = =1,64*103 (Ом)
1.
2. Определим ток в нагрузке:
(А)
3. Зададимся IKmin4 и UКЭmin4 :
=0,2*7,319*10-4+2*10-3=2,146*10-3 (А)
=0,2*0,849 +2=2,17 (В)
4. Определим IKMAX4
IKmax4 = (2~5) • (2IH4 + IKmin4)=3*(2*7,319*10-4+2,146*10-3)=0,01 (А)
5. Определим 4 :
6. Определим напряжение питания:
Зададимся 4 = 0,05
В
Принимаем ЕК =5.8 (В)
Пересчитаем 4
автогенератор мост напряжение стабилизатор
7. Определяем значение сопротивления резистора в цепи коллектора транзистора VT4:
(Ом)
Принимаем R16 =360 (Ом)
8. Определим падение напряжения на резисторе R17 и величину напряжения, до которого зарядится конденсатор С20:
UR17 = EK 4=5.8*0.013=0.075 (В)
UC20 = •Uвых.у. + UКЭmin4 + UR17 =20.5*0.849 +2,17+0,075 =3.445 (В)
9. Определим покоя транзистора VT4 - IП4:
(А)
10. Определим напряжение на участке коллектор-эмиттер транзистора VT4 - UКЭ4:
UКЭ4 = EK - (IП4+ IKmin4) • R16 - UR17 =5.8-(6,54*10-3+2,146*10-3)*360-0.075 =2,597 В
11. Определим допустимую мощность, рассеиваемую на транзисторе VT4:
PКДОП = IП4 UКЭ4=6,54*10-3*2,597=0,017 (Вт)
12. Выбираем транзистор VT4, в соответствии с полученными параметрами, основные характеристики сводим в таблицу вида:
Модель |
Тип |
P, Вт |
Uкэ доп, В |
Ikmax, A |
вmin |
Iко, мкА |
||
VT4 |
ТМ3Г |
n-p-n |
0,075 |
15 |
0,05 |
16-120 |
20 |
13. Так как значение Ik0 сильно отличается от IKmin4, то произведем перерасчет с учетом того, что IKmin4= Iko=20 мкА
14. Определим максимальный ток коллектора транзистора VT4 - IKmax4 :
IKmax4 = (2~5) • (2IH4 + IKmin4) =3(2*7,319*10-4+20*10-6)=4,452 *10-3 (А)
15. Определим ток базы транзистора VT4:
(А)
16. Определим резистор в цепи эмиттера
(Ом)
По ряду Е24 принимаем R17=12 Ом.
17. Определим ток делителя:
IД = (2~5) IБ4 =3*8,176*10-5=2,453 *10-4 (А)
18. Определим значения сопротивлений резисторов делителя базы:
UR16=R16•() =11*(8,176*10-5+2*10-5)=0,037 (В)
(Ом)
Принимаем R14=6,2*103 (Ом)
UБЭ4= -R14•() =2,597+0,037-6,2 *103* (8,176*10-5+2,453 *10-4)=0,606 (В)
(Ом)
Принимаем R15= 1,5*104(Ом)
=20*10-6+2,4*10-4=2,653*10-4 (А)
19. Определим значение емкости конденсатора в цепи эмиттера:
(Ф)
Принимаем С19 =43 (мФ)
20. Определим коэффициент усиления каскада на транзисторе VT4:
где значение сопротивления в области базы примем rБ4 = 400 (Ом).
(Ом)
Rк~4 = RH4 || R16 =295,196 (Ом)
21. Определим входное и выходное сопротивления каскада на транзисторе VT4:
RВХ4= R14 || R15 || (rБ4 + rЭ4 (1+4))= 607,973(Ом)
rК4 = (Ом)
RВЫХ4 = rK4 || R16=187,965 (Ом)
22. Определим входное напряжение каскада на транзисторе VT4:
(В)
Рассчитаем элементы, относящиеся к усилительному каскаду на транзисторе VT3.
UВЫХ.У. = Uвх4 =0,025 (В)
RН.У. = RВХ4= 607,973 (Ом)
23. Определим ток в нагрузке:
(А)
24. Зададимся значениями тока и напряжения IKmin3 и UКЭmin3:
(А)
(В)
25. Определим максимальное значение тока коллектора транзистора VT3 - IKMAX3 :
IKmax3 = (2~5) (2IH3 + IKmin3)=3*(2*5,9*10-5+2,146*10-3=6,793*10-3 (А)
26. Определим величину :
27. Определяем значение сопротивления резистора в цепи коллектора транзистора VT3:
(Ом)
Принимаем R11 = 750 (Ом)
Определим падение напряжения на разделительном конденсаторе С17:
UC17 = •UВЫХ.У. + UКЭmin3 + UR12=20,5*0,025+2,005+0,842=2,883 (В)
28. Определим ток покоя транзистора VT3IП3 :
(А)
29. Определим значения напряжения на участке коллектор-эмиттер транзистора VT3:
UКЭ3 = EK - (IП3+ IKmin3) R11 - UR12 =5,8-(0,004+0,0021)*750-0,842=0,431(В)
Определим допустимую мощность, рассеиваемую на транзисторе VT3:
PКДОП = IП3 UКЭ3=4,127*10-3*0,592=0,013 (Вт)
30. Выбираем транзистор VT3, в соответствии с полученными параметрами, основные характеристики сводим в таблицу вида:
Модель |
Тип |
P, Вт |
Uкэ доп, В |
Ikmax, A |
вmin |
Iко, мкА |
||
VT3 |
2ТМ103Д |
n-p-n |
0,03 |
80 |
2,7 |
18-90 |
7,5 |
31. Определим ток базы транзистора VT3:
(А)
32. Определим значение сопротивления резистора в цепи эмиттера:
(Ом)
По ряду Е24 принимаем R12= 650 (Ом)
33. Определим ток делителя:
Д = (2~5) Iб3=3*7,779*10-5=2,334 *10-4 (А)
34. Определим значение сопротивлений резисторов делителя базы:
UR11=R11•() =750*(7,779*10-5+7,5*10-6)=0,064 (В)
(Ом)
Принимаем R10= 9,1*103 (Ом)
UБЭ3= -R10•()=3,447+0,064-9100*3,112*10-4=0,679 В
(Ом)
Принимаем R9=1,3*104 (Ом)
=7,5*10-6+2,334*10-4=2,409*10-4 (А)
35. Определим значение емкости конденсатора в цепи эмиттера :
(Ф)
Принимаем С16 =2,7*10-5 (Ф)
36. Определим коэффициент усиления каскада (без ООС) на транзисторе VT3:
где: rБ3 = 400 (Ом)
(Ом)
RK~3 = RH3 || R11 =288,934 (Ом)
37. Определим входное сопротивление каскада на транзисторе VT3:
RВХ3=R10||R9||(rб3+rэ3*(1+3))=523,414 (Ом)
Определим выходное сопротивление каскада на транзисторе VT3:
rК3 = (Ом)
RВЫХ4 = rK3 || R11=295,967 (Ом)
38. Определим общий коэффициент усиления каскадов:
K=K3•K4=24,902*33,46=833,222
39. Определим входное напряжение предварительного усилителя:
(В)
2.8 ЭМИТТЕРНЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ №1 НА ТРАНЗИСТОРАХ VT1, VT2
Нагрузкой этого эмиттерного повторителя является предварительный усилитель, поэтому:
UН = UBX.У=0,503 (В)
RН = RВХ.3= 523,414 (Ом)
1. Примем значение тока покоя транзистора VT2 равным 5 мА
IП2 = 5 (мА)
2. Примем значение максимального напряжения на участке коллектор-эмиттер равным 20 В, тогда минимальное значение этого напряжения составит:
UКЭ2min= 0,1•UКЭ2max = 2 (В)
Рассчитаем значение напряжения UКЭ2:
UКЭ2=Uн+ UКЭ2min=0,503+2=2,563 (В)
3. Определим мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора VT2:
PК2= UКЭ2IП2=2,503*5*10-3=0,013 (Вт)
4. Определим напряжение источника питания:
Ек=2•UКЭ2 =2*2,563 =5,127 (В)
Примем Ек= 10 (В)
5. Выбираем транзисторы VT1, VT2, в соответствии с полученными параметрами, основные характеристики сводим в таблицу вида:
Модель |
Тип |
P, Вт |
Uкэ доп, В |
Ikmax, A |
вmin |
fгр, МГц |
Cк, пФ |
Iко, мкА |
||
VT1 |
2Т355А |
n-p-n |
0.085 |
15 |
0,03 |
80-420 |
5 |
|||
VT2 |
2Т355А |
n-p-n |
0.085 |
15 |
0,03 |
80-420 |
5 |
6. Определим ток базы транзистора VT2:
(А)
7. Определим ток базы и ток покоя транзистора VT1:
По графику зависимости от тока эмиттера определяем, что ?7,5.
(А)
=7,5*5,882*10-6=4,412*10-5 (А)
8. Примем значение тока делителя равным: =10*5,882*10-6=5,882*10-5 (А)
9. Определим значение сопротивления резистора в цепи эмиттера транзистора VT2:
IR8=Iб2+IП2 =5*10-5+5*10-3=5,05*10-3 (А)
(Ом)
Принимаем R8 =1,5*103 (Oм)
UКЭ2=ЕК-R8•IR8 =10-1,5*103*5,05*10-3=2,425(В)
UR8=R8•IR8 =1,5*103*5,05*10-3=7,575 (В)
10. Примем значение сопротивления резистора R7 =6200 Ом:
Тогда:
IR7= Iб1 =5,882*10-6 (А)
UR7=R7•IR7 =6200*5,882*10-6=0,036 (В)
11. Определим значение сопротивлений резисторов в цепи делителя:
=5,882*10-5 (А)
(Ом)
Принимаем R5 =1,5*105 (Ом)
UR5=R5•IR5 =1,5*105*5,882*10-6=8,824 (В)
(В)
=6,471*10-5 (А)
(Ом)
Принимаем R6 = 1,5*105 (Ом)
Будем вести расчет эмиттерного повторителя по переменному току:
12. Определим эквивалентное сопротивление эмиттера RЭ~ :
RЭ~ = RH || R5 || R6 || R8 =386,021 (Ом)
13. Определим коэффициент передачи повторителя:
(Ом)
.
14. Определим входное сопротивление повторителя:
(Ом)
15. Определим выходное сопротивление повторителя:
RВЫХ.П = rЭ2 = 4,95 (Ом)
16. Определим значение емкости конденсатора С14:
=8,453*10-7 (Ф)
Примем С14= 9,1*10-7 (Ф)
17. Определим входное напряжение повторителя:
(В)
3. РАСЧЕТ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ
Значения емкости разделительных конденсаторов рассчитываются исходя из приходящихся на них частотных искажений в области нижних частот. Имеется 9 разделительных конденсаторов. Распределим искажения равномерно между ними:
,
где n - количество разделительных емкостей.
Заданные коэффициенты частотных искажений в области нижних частот приведены в техническом задании. Определим, какие частотные искажения приходятся на одну разделительную емкость:
Следовательно емкость конденсатора должна быть:
Разделительные емкости рассчитываются следующим образом:
во входной цепи (Ф),
где МВХ - частотные искажения, вносимые входной цепью.
Определим значение емкостей конденсаторов С13 ,С15, С17, С20, С22, С23, С25, С26, С31:
Конденсатор С13.
(Ом);
=1,819*105 (Ом);
,
По ряду Е24 С13=3,3*10-7 Ф
Конденсатор С15.
(Ом);
=607,973 (Ом);
По ряду Е24 С15=10*10-5 Ф
Конденсатор С17.
=393,337 (Ом);
=607,973 (Ом);
,
По ряду Е24 С17=6,2*10-5 Ф
Конденсатор С20.
=393,337 (Ом);
=2,678*105 (Ом);
,
По ряду Е24 С20=2,2*10-7 Ф
Конденсатор С22.
=5 (Ом);
=3,3*103 (Ом);
,
По ряду Е24 С22=1,8*10-5 Ф
Конденсатор С23.
(Ом);
=2,218*105 (Ом);
,
По ряду Е23 С23=2,7*10-7 Ф
Конденсатор С25.
=2,5 (Ом);
=488,712 (Ом);
,
По ряду Е24 С25=1,2*10-4 Ф
Конденсатор С26.
(Ом);
=408,071 (Ом);
,
По ряду Е24 С26=1,5*10-4 Ф
Конденсатор С31.
(Ом);
=191,266 (Ом);
,
По ряду Е24 С31=3*10-4 Ф
4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ СТАБИЛИЗАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ
Так как выходной усилительный каскад питается от источника питания ЕК = В, а остальным каскадам и эмиттерным повторителям необходимы другие значения напряжений источников питания, то необходимо уменьшить напряжение питания выходного каскада для остальных элементов схемы. Для решения этой задачи применяется схема параметрического стабилизатора напряжения:
Принципиальная электрическая схема параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне приведена на рисунке:
Принцип действия данного стабилизатора основан на стабилизации напряжения на нагрузке (на Rн) на уровне напряжения стабилизации стабилитрона VD1. Данный стабилизатор представляет собой делитель напряжения, одним из плечей которого является балластный резистор R1, а вторым - соединенные стабилитрон VD1 и нагрузка Rн. Расчет делителя напряжения проще всего производить, используя закон Ома для участка цепи. т.о. расчет сводится к выбору номинала и мощности балластного резистора R1.
Исходными данными для расчета являются:
a) Входное напряжение (Uвх =Ек), в данном случае равное напряжению источника питания всего устройства или напряжению питания выходного каскада.
b) Необходимое напряжение на нагрузке (URн =Ек э.п. на VTi или URн =Ек ус на VTi), в данном случае равное напряжению питания для какого-либо эмиттерного повторителя либо предварительного усилителя.
c) Ток, потребляемый нагрузкой (Iн), в данном случае равный току для какого-либо эмиттерного повторителя либо предварительного усилителя.
Расчет параметрического стабилизатора на эмиттерном повторителе на VT7-VT8:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Выходной усилительный каскад питается от источника питания ЕК = 40 В, а эмиттерный повторитель №3 на транзисторах VT7- VT8 от ЕК =32 В, то необходимо уменьшить напряжение питания.
1. Выбираем стабилитрон с подходящими параметрами:
В качестве стабилизатора VD1 выбираем:
Позиционное обозначение |
Тип |
Uст min, В |
Uст max, В |
Uст ном, В |
Iст ном, A |
|
VD1 |
2С224Ж |
29,5 |
36 |
32 |
0.002 |
Рассчитаем сопротивление R1:
R1 = (В), где
2. Определяем значение суммы токов, протекающих через балластный резистор:
IR1 = Iст + (А)
Iд + Iб7 + Iк7 + Iк8 = 5,882*10-5+5,556*10-4+0,003+0,003=0,0066
тогда IR1 = Iст +=0,002+0,0066= 0,0086А
UR1 = Eк - 32 = 40 - 32 =8 В
3. Определяем значение сопротивления балластного резистора:
R1 = Ом
Принимаем: R1 = 1000 Ом
4. Определяем мощность рассеяния резистора R1:
PR1 = UR1 • IR1 ==8*0,0086=0,0688 Вт
Расчет параметрического стабилизатора на эмиттерном повторителе на VT5-VT6:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Выходной усилительный каскад питается от источника питания ЕК = 40 В, а эмиттерный повторитель №2 на транзисторах VT5- VT6 от ЕК = 6 В, то необходимо уменьшить напряжение питания.
1. Выбираем стабилитрон с подходящими параметрами:
В качестве стабилизатора VD2 выбираем:
Позиционное обозначение |
Тип |
Uст min, В |
Uст max, В |
Uст ном, В |
Iст ном, A |
|
VD2 |
КС162А |
5,8 |
6,6 |
6,2 |
0,003 |
Рассчитаем сопротивление R2:
R2 = (В), где
2. Определяем значение суммы токов, протекающих через балластный резистор:
IR2 = Iст + (А)
Iд+Iб5+Iк5+Iк6= 5,882*10-5+7,937*10-4+0,06+0,06=0,12А
тогда IR2 = Iст +=0,003+0,12 =0,1203 А
UR2 = Eк -6= 40 -6,2=33,8 В
3. Определяем значение сопротивления балластного резистора:
R2 = Ом
Принимаем: R2 = 300 Ом
4. Определяем мощность рассеяния резистора R2:
PR2 = UR2 • IR2 = 4,056 Вт
Расчет параметрического стабилизатора на предварительном усилителе:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Выходной усилительный каскад питается от источника питания ЕК = 40 В, а предварительный усилитель от ЕК = 5,8 В, то необходимо уменьшить напряжение питания.
1. Выбираем стабилитрон с подходящими параметрами:
В качестве стабилизатора VD3 выбираем:
Позиционное обозначение |
Тип |
Uст min, В |
Uст max, В |
Uст ном, В |
Iст ном, A |
|
VD3 |
КС156А |
5,04 |
6,16 |
5,8 |
0,003 |
Рассчитаем сопротивление R3:
R3 = (В), где
2. Определяем значение суммы токов, протекающих через балластный резистор:
IR3 = Iст + (А)
Iд+Iб3+Iк3+Iб4+Iк4 =5,882*10-5+8,239*10-4+0,003+0,005+0,026+0,00074=0,035
тогда IR3 = Iст +=0,003+0,035=0,038А
UR3 = Eк -5,8= 40 - 5,6 =34,2В
3. Определяем значение сопротивления балластного резистора:
R3 = Ом
Принимаем: R3 = 1000 Ом
4. Определяем мощность рассеяния резистора R3:
PR3 = UR3 • IR3 = 34,2*0,038=1,3 Вт
Расчет параметрического стабилизатора на эмиттерном повторителе на VT1-VT2:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Выходной усилительный каскад питается от источника питания ЕК = 40 В, а эмиттерный повторитель №1 на транзисторах VT1- VT2 от ЕК = 10 В, то необходимо уменьшить напряжение питания.
1. Выбираем стабилитрон с подходящими параметрами:
В качестве стабилизатора VD1 выбираем:125
Позиционное обозначение |
Тип |
Uст min, В |
Uст max, В |
Uст ном, В |
Iст ном, A |
|
VD4 |
2С205А |
9,12 |
10,9 |
10 |
0,003 |
Рассчитаем сопротивление R41:
R4 = (В), где
2. Определяем значение суммы токов, протекающих через балластный резистор:
IR4 = Iст + (А)
Iд + Iб1 + Iк1 + Iк2 =0,000058824+0,00058+0,003+0,003=0,0066А
тогда IR4 = Iст +=0,003+0,0066=0,0096 А
UR4 = Eк -10 = 40 - 10 =30 В
3. Определяем значение сопротивления балластного резистора:
R4 = Ом
Принимаем: R4 = 4700 Ом
4. Определяем мощность рассеяния резистора R4:
PR4 = UR4 • IR4 = 0,198 Вт
5. РАСЧЕТ РАДИАТОРОВ
Радиаторы предназначены для отвода тепла от транзисторов в схеме, при мощности, превышающей 1,5 Вт. Т.о. те транзисторы, на которых рассеивается мощность более 1,5 Вт необходимо вынести за разъем, а также рассчитать для каждого площадь радиатора.
Площадь радиатора определим следующим образом:
(см2) , где
Т-коэффициент теплоизлучения от теплоотвода в окружающую среду (для дюралюминия Т = 1,5 ( мВт / см2С );
RТп-с - тепловое сопротивление переход-среда, определяется следующим образом:
(К/Вт), где
Тс - температура среды (Тс=30°С);
Тп - температура р-п - перехода, (в пределах от 125 до 200 °С);
Рс - мощность, которую необходимо рассеять.
Рисунок радиатора.
В качестве выходных транзисторов VT12,13 выбраны транзисторы типа КТ823А-1. У них температура p-n-перехода Тп = 190С (данные из справочника). Необходимо рассеять мощность Pк = 8,074 ( Вт ). Произведем расчет теплового сопротивления переход-среда:
К/Вт
Определим площадь радиатора:
см2
6. РАСЧЕТ АЧХ И ФЧХ УСИЛИТЕЛЯ НА ТРАНЗИСТОРЕ VT4
Рассчитаем амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики для предварительного усилителя на транзисторе VT4, без ОС, для диапазона частот, где частотные искажения не превышают .
Для расчета АЧХ воспользуемся формулами:
, где
К4 - коэффициент усиления на средних частотах для усилительного каскада на транзисторе VT4.
1. Рассчитаем зависимость коэффициента усиления на НЧ от частоты:
Определим значение коэффициента частотных искажений в области низких частот:
, где
(с)
(с)
Определим частоту, на которой Мн=:
=
•=
Решив это уравнение относительно fн получим значение нижней граничной частоты полосы пропускания. Т.О. fн= 20 Гц.
Задаваясь различными значениями частот fн найдем значения соответствующих коэффициенту усиления Kнч:
№ |
fн, Гц |
Mн |
Kнч |
||
1 |
20 |
125,664 |
1,019 |
32,83 |
|
2 |
50,21 |
315,479 |
1,003 |
33,358 |
|
3 |
100 |
628,319 |
1,001 |
33,434 |
|
4 |
350 |
2,199*103 |
1 |
33,458 |
|
5 |
600 |
3,77*103 |
1 |
33,459 |
|
6 |
800 |
5,027*103 |
1 |
33,46 |
|
7 |
1500 |
9,425*103 |
1 |
33,46 |
2. Рассчитаем зависимость коэффициента усиления на ВЧ от частоты:
Определим значение коэффициента частотных искажений в области высоких частот:
, где
(с)
С0на VT4=СК4+СМ+С2 =30*10-12+130*10-12+88*10-15=2,48*10-10 (Ф)=248 (пФ)
(с)
Определим частоту, на которой Мв=:
=
Решив это уравнение относительно fв получим значение нижней граничной частоты полосы пропускания. Т.О. fв= 33707 Гц.
Задаваясь различными значениями частот fв найдем значения соответствующих коэффициенту усиления Kвч:
№ |
fв, Гц |
Mв |
Kвч |
||
1 |
33707 |
2,118*105 |
1,028 |
23,653 |
|
2 |
35000 |
2,199*105 |
1,062 |
23,204 |
|
3 |
39000 |
2,45*105 |
1,991 |
21,872 |
|
4 |
43000 |
2,702*105 |
1,134 |
20,635 |
|
5 |
46695 |
2,934*105 |
1,245 |
19,577 |
|
6 |
50000 |
3,142*105 |
1,379 |
18,696 |
|
7 |
58000 |
3,644*105 |
1,55 |
16,805 |
Для расчета ФЧХ воспользуемся формулой:
Задаваясь различными значениями частот f, найдем значения соответствующих фаз :
№ |
f, Гц |
, рад. |
, град. |
M |
||
1 |
20 |
125,664 |
0,275 |
15,734 |
||
2 |
50,21 |
315,479 |
0,109 |
6,229 |
||
3 |
100 |
628,319 |
0,052 |
3,003 |
||
4 |
350 |
2,199*103 |
5,437*10-3 |
0,312 |
||
5 |
600 |
3,77*103 |
-9,702*10-3 |
-0,556 |
||
6 |
800 |
5,027*103 |
-0,017 |
-0,964 |
||
7 |
1500 |
9,425*103 |
-0,041 |
-2,338 |
||
8 |
33707 |
2,118*105 |
-0,786 |
-45,007 |
||
9 |
35000 |
2,199*105 |
-0,804 |
-46,085 |
||
10 |
39000 |
2,45*105 |
-0,858 |
-49,172 |
||
11 |
43000 |
2,702*105 |
-0,906 |
-51,916 |
||
12 |
46695 |
2,934*105 |
-0,946 |
-54,185 |
||
13 |
50000 |
3,142*105 |
-0,978 |
-56,023 |
||
14 |
58000 |
3,644*105 |
-1,044 |
-59,845 |
Пользуясь данными расчетов, приведенных выше, производим построение АЧХ и ФЧХ:
7. КАРТЫ РЕЖИМОВ
В карте режимов необходимо привести информацию обо всех элементах рассчитанного устройства, сведенную в таблицы, следующего вида:
Резисторы:
Позиционное обозначение |
R, Ом |
U, В |
I |
P |
Тип |
|
R1 |
20000 |
0,24 |
12,8мкА |
3мкВт |
МЛТ-0,125 |
|
R2 |
2000 |
0,024 |
12,8мкА |
0,3мкВт |
МЛТ-0,125 |
|
R3 |
20000 |
4 |
0,2мА |
8мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R4 |
2000 |
0,4 |
0,2мА |
8мкВт |
МЛТ-0,125 |
|
R5 |
150000 |
8,82 |
58мкА |
0,51мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R6 |
150000 |
9,75 |
65мкА |
0,63мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R7 |
3200 |
0,036 |
58,8мкА |
2мкВт |
МЛТ-0,125 |
|
R8 |
1500 |
7,57 |
5А |
38мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R9 |
13000 |
2,55 |
0,24мА |
0,65мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R10 |
9100 |
3,036 |
0,33мА |
1мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R11 |
750 |
0,061 |
90мкА |
5,5мкВт |
МЛТ-0,125 |
|
R12 |
3600 |
0,752 |
0,2мА |
0,15мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R13 |
1800 |
1,504 |
0,83мА |
1,25мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R14 |
6200 |
МЛТ-0,125 |
||||
R15 |
15000 |
3,6 |
0,26мА |
0,93мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R16 |
360 |
0,037 |
94мкА |
2,9мкВт |
МЛТ-0,125 |
|
R17 |
12 |
0,075 |
5,8мА |
2,5мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R18 |
7500000 |
0,65 |
87нА |
56нВт |
МЛТ-0,125 |
|
R19 |
68000000 |
5,44 |
80нА |
0,44мкВт |
МЛТ-0,125 |
|
R20 |
10000 |
0,00008 |
8нА |
64пВт |
МЛТ-0,125 |
|
R21 |
750 |
3,75 |
5мА |
18,5мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R22 |
220 |
0,036 |
0,24мА |
12,5мкВт |
МЛТ-0,125 |
|
R23 |
5600 |
0,423 |
94мкА |
50мкВт |
МЛТ-0,125 |
|
R24 |
360000 |
0,74 |
2,3мкА |
1,9мкВт |
МЛТ-0,125 |
|
R25 |
3300 |
0,752 |
0,25мА |
0,17мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R26 |
150 |
6 |
6мА |
0,216 |
МЛТ-0,125 |
|
R27 |
6800 |
37,781 |
5,5мА |
0,13 |
МЛТ-0,125 |
|
R28 |
6200 |
3,444 |
0,56мА |
2,1мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R29 |
6200 |
31,031 |
5мА |
88,8мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R31 |
360 |
1,35 |
7,5мА |
10,1мВт |
МЛТ-0,125 |
|
R32 |
1800 |
2,89 |
1,67мА |
4... |
Подобные документы
Повышение устойчивости питающего напряжения посредством применения специальных стабилизаторов напряжения. Изучение принципа действия параметрических и компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения, определение и расчет их основных параметров.
лабораторная работа [1,8 M], добавлен 12.05.2016Данные 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 и обоснования выбора схемы усилителя постоянного тока, его внутреннее устройство и взаимосвязь элементов. Двухтактный эмиттерный, эмиттерный и истоковый повторитель. Источник тока для выходного каскада. Принципы реализации обратной связи.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 10.06.2014Расчет выпрямителей с емкостной реакцией нагрузки. Методика расчета ключевых стабилизаторов напряжения. Программные средства моделирования схем источников вторичного электропитания. Алгоритмы счета и программная реализация стабилизаторов напряжения.
дипломная работа [704,4 K], добавлен 24.02.2012Схема компенсационного стабилизатора напряжения на транзисторах. Определение коэффициентов пульсации, фильтрации и стабилизации. Построение зависимости выходного напряжения от сопротивления нагрузки. График напряжения на входе и выходе стабилитрона.
лабораторная работа [542,2 K], добавлен 11.01.2015Графоаналитическое исследование режима работы в классе A. Определение параметров транзисторного усилительного каскада в схеме с общим эмиттером, с одним питанием, с автоматическим смещением и с эмиттерной температурой стабилизацией рабочего режима.
задача [795,6 K], добавлен 18.11.2013Виды стабилизаторов: постоянного тока (линейный и импульсный) и переменного напряжения (феррорезонансный и современный). Основные типы современных стабилизаторов: электродинамические, сервоприводные (механические), электронные, статические, релейные.
реферат [288,5 K], добавлен 30.12.2014Элементы электроэнергетической системы, классификация ее режимов. Регулирование напряжения и частоты в энергосистемах, баланс реактивной мощности и его связь с напряжением. Расчет мощности электроприемников и напряжения линий, выбор трансформаторов.
курсовая работа [319,5 K], добавлен 14.04.2014Построение принципиальной схемы эмиттерного повторителя. Расчет сопротивления резистора в цепи эмиттера и смещения повторителя. Определение входного сопротивления транзистора при включении его с общим эмиттером. Сопротивление нагрузки цепи эмиттера.
презентация [1,9 M], добавлен 04.03.2015Расчет тока в индуктивности и напряжения на конденсаторе до коммутации по схеме электрической цепи. Подсчет реактивного сопротивления индуктивности и емкости. Вычисление операторного напряжения на емкости с применением линейного преобразования Лапласа.
контрольная работа [557,0 K], добавлен 03.12.2011Расчет источника гармонических колебаний. Запись мгновенных значений тока и напряжения в первичной обмотке трансформатора и построение их волновых диаграмм. Расчет резонансных режимов в электрической цепи. Расчет напряжения в схеме четырехполюсника.
курсовая работа [966,0 K], добавлен 11.12.2012Автоматизированная система управления освещением, ее алгоритм работы, аппаратная база и программное обеспечение. Вероятные проблемы при реализации и пути их решения. Расчет мощности стабилизаторов напряжения. Расчеты по регулированию напряжения.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 01.07.2014Составление схемы замещения линий электропередачи и всего участка электрической сети. Расчет перетоков мощности в линиях. Составление баланса мощностей в схеме. Регулирование напряжения на стороне 10,5 кВ подстанции. Распределение напряжений в схеме.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.02.2013Исследование колебаний гибких однослойных и двухслойных прямоугольных в плане оболочек с позиции качественной теории дифференциальных уравнений и нелинейной динамики. Расчет параметров внешнего воздействия, характеризующих опасный и безопасный режимы.
статья [657,5 K], добавлен 07.02.2013Определение мощности батареи конденсаторов, необходимой для регулирования напряжения на шинах. Относительное изменение напряжения в режиме максимальных нагрузок. Расчет рабочих ответвлений трансформатора в режиме максимальных и минимальных нагрузок.
контрольная работа [38,3 K], добавлен 19.02.2011Задачи на применение первого закона Кирхгофа. Параллельное соединение элементов. Второй закон Кирхгофа, его применение. Последовательное соединение конденсаторов, их эквивалентная емкость. Обратная емкость конденсаторов, соединенных последовательно.
реферат [85,5 K], добавлен 15.01.2012Рассмотрение устройства и назначения конденсаторов; их свойства в цепях переменного и постоянного тока. Условия достижения удельной емкости, максимальной плотности энергии и номинального напряжения. Классификация конденсаторов по виду диэлектрика.
презентация [2,4 M], добавлен 08.09.2013Влияние отклонения напряжения на работу осветительных установок, электродвигателей, конденсаторов. Связь между балансом реактивной мощности и напряжением. Принцип действия трансформаторов с регулированием под нагрузкой и с переключением без возбуждения.
презентация [954,8 K], добавлен 30.10.2013Функциональная схема устройства: усилительный, суммирующий и выпрямительный блоки. Расчет соотношения сопротивлений и их номиналов, исходя из коэффициентов усиления. Расчет напряжения на выходе. Построение принципиальной электрической схемы цепи.
задача [304,7 K], добавлен 15.04.2012Усиление 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 03.12.2011