Ðàñ÷åò ðåçèñòîðíîãî êàñêàäà ïðåäâàðèòåëüíîãî óñèëåíèÿ íà áèïîëÿðíîì òðàíçèñòîðå

Ðàçìåùåíî íà http://www.allbest.ru

Ðàçìåùåíî íà http://www.allbest.ru

Ââåäåíèå

Ðîëü ýëåêòðîíèêè â ñîâðåìåííîé íàóêå è òåõíèêå òðóäíî ïåðåîöåíèòü. Îíà ñïðàâåäëèâî ñ÷èòàåòñÿ êàòàëèçàòîðîì íàó÷íî-òåõíè÷åñêîãî ïðîãðåññà. Ñïåêòð åå ïðèìåíåíèÿ ïðîñòèðàåòñÿ îò ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé äî ïðèêëàäíîãî èñïîëüçîâàíèÿ. Ýëåêòðîíèêà âëèÿåò íà âñå íàðîäíîå õîçÿéñòâî, íî íå íåïîñðåäñòâåííî, à ÷åðåç öåëûé ðÿä ñïåöèôè÷åñêèõ îòðàñëåé, òàêèõ êàê âû÷èñëèòåëüíàÿ òåõíèêà, èíôîðìàöèîííî-èçìåðèòåëüíûå ñèñòåìû, ðîáîòîòåõíèêà, ìèêðîïðîöåññîðû.

Âàæíåéøèì ýëåìåíòîì ýëåêòðîíèêè ÿâëÿåòñÿ òðàíçèñòîð, îáëàäàþùèé ñâîéñòâîì óñèëåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ñèãíàëà. Íà òðàíçèñòîðå, â îñíîâíîì, ïîñòðîåíû âñå ñóùåñòâóþùèå ñõåìû óñèëèòåëåé.

Óñèëèòåëü - ýòî ëþáîå óñèëèòåëüíîå óñòðîéñòâî, âêëþ÷åííîå ìåæäó èñòî÷íèêîì ñèãíàëà è íàãðóçêîé è ïðåäíàçíà÷åííîå äëÿ óñèëåíèÿ ìîùíîñòè, íàïðÿæåíèÿ èëè òîêà.

Îñíîâíûå ïîêàçàòåëè óñèëèòåëåé:

1. Âõîäíûå è âûõîäíûå ïàðàìåòðû;

2. Ïîòðåáëÿåìàÿ ìîùíîñòü è ÊÏÄ;

3. Ëèíåéíûå è íåëèíåéíûå èñêàæåíèÿ;

4. Ñîáñòâåííûå ïîìåõè óñèëèòåëÿ;

5. Àìïëèòóäíàÿ õàðàêòåðèñòèêà è äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí.

Óñèëèòåëè êëàññèôèöèðóþòñÿ ïî:

1. Ïî õàðàêòåðó óñèëèâàåìîãî ñèãíàëà

- óñèëèòåëè ïåðåìåííîãî òîêà è íàïðÿæåíèÿ;

- óñèëèòåëè ïîñòîÿííîãî òîêà è íàïðÿæåíèÿ.

2. Ïî ïîëîñå ïðîïóñêàíèÿ:

- Óñèëèòåëè Í×;

- Óñèëèòåëè Â×;

- Óçêîïîëîñíûå óñèëèòåëè;

- Øèðîêîïîëîñíûå óñèëèòåëè.

3. Ïî íàçíà÷åíèþ:

- Óñèëèòåëè ìîùíîñòè;

- Óñèëèòåëè íàïðÿæåíèÿ;

- Óñèëèòåëè òîêà;

4. Ïî âèäó ïðèìåíÿåìîãî ýëåìåíòà

 äàííîé êóðñîâîé ðàáîòå áûëî ïðåäëîæåíî ðàññ÷èòàòü ðåçèñòîðíûé êàñêàä ïðåäâàðèòåëüíîãî óñèëåíèÿ íà áèïîëÿðíîì òðàíçèñòîðå. Òðàíçèñòîð âêëþ÷åí ïî ñõåìå ñ îáùèì ýìèòòåðîì. Ïèòàíèå öåïåé ñìåùåíèÿ è êîëëåêòîðíûõ öåïåé îñóùåñòâëÿåòñÿ îò îáùåãî èñòî÷íèêà.

Öåëÿìè äàííîé êóðñîâîé ðàáîòû ÿâëÿþòñÿ:

- íà÷åðòèòü ïðèíöèïèàëüíóþ ñõåìó êàñêàäà;

- âûáðàòü òèï òðàíçèñòîðà;

- âûáðàòü ðåæèì ðàáîòû òðàíçèñòîðà ïî êîëëåêòîðíîìó òîêó (U0Ê, I0Ê, I0Á, U0ÁÝ);

- ðàññ÷èòàòü íîìèíàëû ðåçèñòîðîâ (R1, R2, RÊ, RÝ) è âûáðàòü èõ òèï;

- ðàññ÷èòàòü íîìèíàëû êîíäåíñàòîðîâ (Ñð1, Ñð2, ÑÝ) è âûáðàòü èõ òèï;

- îïðåäåëèòü êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ êàñêàäà ïî íàïðÿæåíèþ ÊU íà ñðåäíåé ÷àñòîòå ðàáî÷åãî äèàïàçîíà;

- ðàññ÷èòàòü ñòàáèëèçàòîð íàïðÿæåíèÿ êîìïåíñàöèîííîãî òèïà;

- ðàññ÷èòàòü âûïðÿìèòåëü.

1. Ðàñ÷åò êàñêàäà ïðåäâàðèòåëüíîãî óñèëèòåëÿ

1.1 Âûáîð òðàíçèñòîðà

Äëÿ ðåçèñòîðíîãî êàñêàäà òðàíçèñòîð âûáèðàþò ïî òðåì åãî ñïðàâî÷íûì ïàðàìåòðàì: âåðõíåé ãðàíè÷íîé ÷àñòîòå fâ, âåëè÷èíå òîêà ïîêîÿ êîëëåêòîðà IÊ0, è íàèáîëüøåìó äîïóñòèìîìó íàïðÿæåíèþ êîëëåêòîðà UÊÝ ÄÎÏ.

Ôàêòîðîì, âëèÿþùèì íà õàðàêòåðèñòèêè óñèëèòåëÿ â îáëàñòè âûñîêèõ ÷àñòîò, ÿâëÿåòñÿ çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà â òðàíçèñòîðà îò ÷àñòîòû. Î ñòåïåíè óìåíüøåíèÿ êîýôôèöèåíòà â ñóäÿò ïî ãðàíè÷íîé ÷àñòîòå fâ, íà êîòîðîé åãî çíà÷åíèå ñíèæàåòñÿ â êîðåíü èç 2 ðàç îòíîñèòåëüíî âåëè÷èíû â0, äåéñòâèòåëüíîé äëÿ îáëàñòè ñðåäíèõ ÷àñòîò.

Ãðàíè÷íàÿ ÷àñòîòà ïåðåäà÷è òîêà áàçû fâ äîëæíà áîëåå ÷åì â ïÿòü ðàç ïðåâûøàòü çàäàííóþ âåðõíþþ ÷àñòîòó óñèëèòåëÿ fÂ:

fâ > 5f Â,

f = 3,3 ÌÃö, òîãäà fâ > 16,5 ÌÃö.

Òîê ïîêîÿ êîëëåêòîðà âûáèðàåì èç óñëîâèÿ:

IÊ ÄÎÏ > I Ê0 > 1,5 IÍ,

òîãäà:

IÊ ÄÎÏ > I Ê0 > 2,1 ìÀ,

IÍ = UÍ/RÍ = 5/3500 = 1,4 ìÀ.

Íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ óñèëèòåëÿ ÅÊ äîëæíî áûòü âûáðàíî èñõîäÿ èç çíà÷åíèÿ íàèáîëüøåãî äîïóñòèìîãî íàïðÿæåíèÿ êîëëåêòîðà:

ÅÊ< 0,8 UÊÝ ÄÎÏ.

ÅÊ< 0,8 25.

ÅÊ< 20 Â.

Çàäàäèìñÿ çíà÷åíèåì ÅÊ = 15 Â.

Ïî ñïðàâî÷íèêó âûáèðàåì òðàíçèñòîð, óäîâëåòâîðÿþùèé ïîñòàâëåííûì òðåáîâàíèÿì. Âñåì ïîñòàâëåííûì òðåáîâàíèÿì óäîâëåòâîðÿåò øèðîêî ðàñïðîñòðàíåííûé òðàíçèñòîð ÊÒ315Á, èìåþùèé õàðàêòåðèñòèêè, ïðèâåä¸ííûå íèæå:

fâ = 250 ÌÃö.

IÊ ÄÎÏ = 100 ìÀ.

UÊÝ ÄÎÏ = 25 Â.

âMIN = 50.

âMAX = 350.

1.2 Âûáîð ðåæèìà ðàáîòû òðàíçèñòîðà ïî ïîñòîÿííîìó òîêó

Ïî ñåìåéñòâó âûõîäíûõ õàðàêòåðèñòèê âûáðàííîãî òðàíçèñòîðà îïðåäåëÿåòñÿ ðàáî÷àÿ òî÷êà. Äëÿ ýòîãî ñòðîÿò íàãðóçî÷íóþ ïðÿìóþ ïî ïåðåìåííîìó òîêó: âûáèðàþò çíà÷åíèå ìàêñèìàëüíîãî òîêà êîëëåêòîðà IÊmax, òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû òî÷êà, ñîîòâåòñòâóþùàÿ âûáðàííîé âåëè÷èíå, íàõîäèëàñü ïî ìåíüøåé ìåðå íàä ïÿòüþ-øåñòüþ êðèâûìè IÊ = f (UÁ), ïðè IÁ = const, ïðèâåäåííûìè â ñïðàâî÷íèêå, ò.å. ïåðâàÿ òî÷êà íàãðóçî÷íîé ïðÿìîé (0, IÊmax). Âòîðàÿ òî÷êà íàãðóçî÷íîé ïðÿìîé - (UÊ max, 0). Çíà÷åíèå ìàêñèìàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ íà êîëëåêòîðå UÊ max = EÊ.

Òîê IÊ0 ìîæíî âûáðàòü ïî âûõîäíûì ÂÀÕ è íàãðóçî÷íîé ïðÿìîé ðàâíûì ïðèìåðíî ïîëîâèíå IÊmax: IÊ0 = 0,5 IÊmax. Çíà÷åíèå IÊ0 îïðåäåëÿþò ïî òî÷êå ïåðåñå÷åíèÿ íàãðóçî÷íîé ïðÿìîé è âûõîäíîé õàðàêòåðèñòèêè (ðàáî÷åé òî÷êå), ïî êîòîðîé îïðåäåëÿþò ñîîòâåòñòâóþùèé òîê áàçû IÁ0, à òàêæå íàïðÿæåíèå ïîêîÿ ìåæäó êîëëåêòîðîì è ýìèòòåðîì UÊÝ0.

1.3 Ðàñ÷åò ñîïðîòèâëåíèé

Íåîáõîäèìî ïðåæäå çàäàòüñÿ ïàäåíèåì íàïðÿæåíèÿ íà ñîïðîòèâëåíèè ýìèòòåðà:

URÝ = 0,2 ÅÊ, URÝ = 0,2?15 = 3 Â.

òîãäà:

RÝ = URÝ / IÝ0 ? URÝ / IÊ0 ? 3/(16?10-3) = 187,5 Îì.

Ïî ðÿäó íîìèíàëîâ Å24 îïðåäåëÿåì áëèæàéøåå çíà÷åíèå: RÝ = 180 Îì. Äàëåå â ðàñ÷åòû ïîäñòàâëÿþò ñòàíäàðòíûå çíà÷åíèÿ.

Ïî âõîäíîé õàðàêòåðèñòèêå, çíàÿ òîê ïîêîÿ áàçû IÁ0, íàõîäèì íàïðÿæåíèå ïîêîÿ ìåæäó áàçîé è ýìèòòåðîì è âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå êàñêàäà (ïî ïåðåìåííîìó òîêó):

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ âõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ êàñêàäà íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü ïðèðàùåíèÿ ?UÁÝ è ?IÁ, äëÿ ýòîãî ê òî÷êå Ð ñòðîèì êàñàòåëüíóþ, â ïîëó÷åííîì ïðÿìîóãîëüíîì òðåóãîëüíèêå íàõîäèì îòíîøåíèå åãî êàòåòîâ:

RÂÕ ÎÝ ? RÂÕ˜= ?UÁÝ /?IÁ = 0,24/(0,4?10-3) = 600 Îì.

Ñîïðîòèâëåíèå â öåïè êîëëåêòîðà ðàññ÷èòûâàåì àíàëîãè÷íî RÝ, çàäàâøèñü ïàäåíèåì íàïðÿæåíèÿ íà íåì:

URÊ = ÅÊ - URÝ - UÊÝ0 = 15 - 3 - 8 = 4 Â,

òîãäà:

RÊ = URÊ / IÊ0 = 4 /(16?10-3) = 250 Îì.

Ïî ðÿäó íîìèíàëîâ Å24 îïðåäåëÿåì áëèæàéøåå çíà÷åíèå: RÊ = 240 Îì.

Ðàñ÷åò äåëèòåëÿ ïðîèçâîäèì, çàäàâøèñü çíà÷åíèåì R2:

R2 = 10 RÂÕ ÎÝ = 10?600 = 6000 Îì.

Ïî ðÿäó íîìèíàëîâ Å24 îïðåäåëÿåì áëèæàéøåå çíà÷åíèå: R2 = 6,2 êÎì.

Çàòåì ðàññ÷èòûâàåì ñîïðîòèâëåíèå R1 c ïîìîùüþ ñëåäóþùåãî âûðàæåíèÿ:

R1 = [(ÅÊ - (URÝ - U ÁÝ0)) R2 ? RÂÕ] / [(URÝ - U ÁÝ0) (R2 + RÂÕ)],

ãäå:

RÂÕ = (URÝ - U ÁÝ0) / IÁ0 = (3 - 0,53)/(0,2?10-3) = 12,35 êÎì.

R1 = [(15 - (3 - 0,53)) 6200 ? 12350] / [(3 - 0,53) ( 6200+ 12350)] = 20,9 êÎì,

Ïî ðÿäó íîìèíàëîâ Å24 îïðåäåëÿåì áëèæàéøåå çíà÷åíèå: R1 = 20 êÎì.

Ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè öåïè êîëëåêòîðà ïåðåìåííîìó òîêó Rʘ îáðàçîâàíî ïàðàëëåëüíûì ñîåäèíåíèåì RÍ è RÊ è ðàâíÿåòñÿ:

Rʘ = (RÍ ? RÊ) / (RÍ + RÊ) = (3,5?0,24)/(3,5+0,24) = 224êÎì.

1.4 Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòîâ óñèëåíèÿ

Ìàêñèìàëüíûé òîê íàãðóçêè ðàâåí:

IÍ max = UÍ / Rʘ = 5/224 = 22,3 ìÀ.

Ìàêñèìàëüíûé âõîäíîé òîê êàñêàäà:

IÂÕ max = IÍmax / âmin = 22,3/50 = 0,446 ìÀ,

ãäå âmin - ñïðàâî÷íàÿ âåëè÷èíà.

Îòñþäà êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ êàñêàäà ïî òîêó:

ÊI =UÍ / (RÍ?I ÂÕ max) = 5/(3500?0,446?10-3) = 3,2.

Ìàêñèìàëüíîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå:

U ÂÕ max = I ÂÕ max?R ÂÕ ÎÝ = 0,446?10-3 ? 600 = 0,2676 Â,

îòêóäà ïîëó÷àåì êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïî íàïðÿæåíèþ:

ÊU=UÍ / U ÂÕ max = 5/0,2676 = 17,88.

1.5 Ðàñ÷åò åìêîñòåé

Äëÿ ðàñ÷åòà ðàçäåëèòåëüíûõ êîíäåíñàòîðîâ ÑÐ1 è ÑÐ2 íåîáõîäèìî çàäàòüñÿ êîýôôèöèåíòîì ÷àñòîòíûõ èñêàæåíèé íà íèæíåé ðàáî÷åé ÷àñòîòå ÌÍÐ, âíîñèìûõ ýòèì êîíäåíñàòîðîì, ðàñïðåäåëÿÿ çàäàííûå äîïóñòèìûå èñêàæåíèÿ ÌÍ ìåæäó ðàçäåëèòåëüíûì ÑÐ è áëîêèðîâî÷íûì ÑÝ êîíäåíñàòîðàìè. Ïðè ýòîì íåîáõîäèìî ïîìíèòü ñâÿçü ìåæäó êîýôôèöèåíòàìè ÷àñòîòíûõ èñêàæåíèé: 20 Lg (Ì (ðàç)) = Ì (äÁ).

Ìíð = eMí/20 = 1,0618 ðàç,

ãäå ÌÍÐ äîëæíî áûòü ïåðåâåäåíî â «ðàçû».

Ïóñòü:

ÌÍÐ = ÌÍÝ = ÌÍ / 2 = 1,2/2 = 0,6 Äá,

òîãäà:

ÑÐ1,2 ? 0,159 / [fÍ (RÊ+RÍ)v ÌÍÐ 2-1],

ÑÐ1,2 ? 0,159 / [20000 (240+3500)v 1,127-1],

ÑÐ1,2 ? 60 íÔ.

Ïî ðÿäó íîìèíàëîâ Å24 îïðåäåëÿåì áëèæàéøåå áîëüøåå çíà÷åíèå: ÑÐ1,2 = 62 íÔ.

ÑÝ ? [0,16 v(1+S”ÝÑ?RÝ)2 - ÌÍÝ2 ] / [fÍ?RÝ vÌÍÐ2-1],

ãäå:

S”ÝÑ = (1+âmax) / (RÈÑÒ +RÂÕ ÎÝ) = (1+350)/(1646+600) = 0,1562,

ãäå:

RÈÑÒ = (Ri?RÄÅË) / (Ri + RÄÅË) = (4?2,798)/(4+2,798) = 1,646 êÎì,

ãäå, â ñâîþ î÷åðåäü:

RÄÅË = (R1?R2) / (R1 + R2) = (6,2?5,1)/(6,2+5,1) = 2,798 êÎì.

ÑÝ ? [0,16 v(1+0,1562?180)2 - 0,62 ] / [20000?180 v1,127-1].

ÑÝ ?4,32 ìêÔ.

Ïî ðÿäó íîìèíàëîâ Å24 îïðåäåëÿåì áëèæàéøåå áîëüøåå çíà÷åíèå: ÑÝ = 47 ìêÔ.

Äàëåå íåîáõîäèìî ðàññ÷èòàòü êîýôôèöèåíò ÷àñòîòíûõ èñêàæåíèé íà âåðõíåé ðàáî÷åé ÷àñòîòå ÌÂ:

Ì = v1+(6,28? 3,3?10-6? 3,2?10-8)2 = 1,199 äÁ,

ãäå:

ôÂ = (1+âmin) / (2ð ? fâ ) = (1+50) / (6,28 ? 250?10-6) = 3,2?10-8.

Ðàññ÷èòàííîå ïî óêàçàííîé ôîðìóëå çíà÷åíèå Ì íå ïðåâûøàåò çàäàííîå çíà÷åíèå, ïîýòîìó ðàñ÷åò óäîâëåòâîðÿåò ïîñòàâëåííîé çàäà÷å.

2. Ðàñ÷åò ñòàáèëèçèðîâàííîãî èñòî÷íèêà íàïðÿæåíèÿ êîìïåíñàöèîííîãî òèïà

Äëÿ íîðìàëüíîé ðàáîòû óñèëèòåëÿ íà íåãî íåîáõîäèìî ïîäàâàòü óñòîé÷èâîå ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ. Òàê êàê äëÿ ðåàëèçàöèè ýòîãî óñëîâèÿ ïðîñòîãî âûïðÿìèòåëÿ ïåðåìåííîãî íàïðÿæåíèÿ íåäîñòàòî÷íî, ìåæäó ïîñëåäíèì è óñèëèòåëüíûì óñòðîéñòâîì ñòàâÿò ñòàáèëèçàòîð íàïðÿæåíèÿ, êîòîðûé ñãëàæèâàåò ïóëüñàöèè íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ, òåì ñàìûì, îáåñïå÷èâàÿ êîððåêòíóþ ðàáîòó óñèëèòåëüíîãî óñòðîéñòâà.

Êîìïåíñàöèîííûé ñòàáèëèçàòîð íàïðÿæåíèÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé óïðàâëÿåìûé äåëèòåëü âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, ñîñòîÿùèé èç ñîïðîòèâëåíèÿ íàãðóçêè è ðåãóëèðóþùåãî ýëåìåíòà, ðàáîòàþùåãî â ëèíåéíîì óñèëèòåëüíîì ðåæèìå. Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ñòàáèëèçàòîðà ñðàâíèâàåòñÿ ñ ýòàëîííûì (îïîðíûì) è âîçíèêàþùèé ïðè ýòîì ñèãíàë ðàññîãëàñîâàíèÿ óñèëèâàåòñÿ óñèëèòåëåì è âîçäåéñòâóåò íà ðåãóëèðóþùèé ýëåìåíò ñòàáèëèçàòîðà òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ñòðåìèëîñü äîñòè÷ü ýòàëîííîãî óðîâíÿ.

Èñõîäíûå ïàðàìåòðû ñòàáèëèçàòîðà ñëåäóþùèå:

- íåñòàáèëüíîñòü âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ á ÂÕ - 0,15,

- íåñòàáèëüíîñòü âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ á ÂÛÕ - 0,001,

- âûõîäíîå íàïðÿæåíèå U ÂÛÕ,  (áåðåòñÿ èç ïðåäûäóùåãî ðàñ÷åòà U ÂÛÕ = ÅÊ).

Âõîäíîå íàïðÿæåíèå ñòàáèëèçàòîðà âûáèðàþò èç óñëîâèÿ:

UÂÕ - ?UÂÕ > UÂÛÕ + ?UÂÛÕ,

òî åñòü:

UÂÕ > UÂÛÕ + ?UÂÛÕ + ?UÂÕ,

ãäå:

?UÂÕ = UÂÕ *áÂÕ = 20?0,15 = 3 Â.,

?UÂÛÕ = UÂÛÕ *áÂÛÕ = 15?0,001 = 0,015 Â.,

èëè:

UÂÕ (1-áÂÕ) > UÂÛÕ (1+áÂÛÕ),

îòñþäà ôîðìóëà äëÿ îïðåäåëåíèÿ çíà÷åíèÿ âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ñòàáèëèçàòîðà:

UÂÕ > UÂÛÕ (1+áÂÛÕ) / (1- áÂÕ).

UÂÕ > 15(1+0,001) / (1- 0,15).

UÂÕ > 17,66 Â.

Âûáèðàåì öåëîå ÷èñëî ñ íåáîëüøèì çàïàñîì (±(2-3) Âîëüòà) UÂÕ = 20 Â.

Äàëåå îïðåäåëÿåì ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå ýìèòòåð-êîëëåêòîð òðàíçèñòîðà VT1:

UÊÝ1ÌÀÊÑ = UÂÕ + ? UÂÕ - UÂÛÕ + ?UÂÛÕ = 20 + 3 - 15 + 0,015 = 8,015.

Ïî óêàçàííûì ðàñ÷åòàì âûáèðàåì òðàíçèñòîð VT1 - ÊÒ315Á.

Îïîðíûé ñòàáèëèòðîí âûáèðàåìèç ñîîáðàæåíèé, ÷òî íàïðÿæåíèå íà íåì äîëæíî áûòü ìåíüøå ìèíèìàëüíîãî âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ñòàáèëèçàòîðà.

UÎÏ < UÂÛÕ - ?UÂÛÕ.

UÎÏ < 15 - 0,015.

UÎÏ < 14,985.

UÎÏ = 6,8 Â.

Âûáèðàåì ÊÑ168À (UÑÒ.ÍÎÌ = 6,8 Â., IÑÒ.ÍÎÌ = 10 ìÀ).

Äàëåå íåîáõîäèìî âûáðàòü òðàíçèñòîð VT2, çàäàâøèñü ìàêñèìàëüíûì íàïðÿæåíèåì êîëëåêòîð-ýìèòòåð.

UÊÝ2 ÌÀÊÑ = UÂÛÕ.ÌÀÊÑ - UÎÏ = UÂÛÕ + ?UÂÛÕ - UÎÏ = 15 + 0,015 - 6,8 = 8,215 Â.

Ïðèíèìàåì IÊ2 ? IÝ2 = 5 ìÀ.

IÁ2 ÌÀÊÑ = IÍÌÀÊÑ / (âÌÈÍ 2 + 1) = 100/ (50 + 1) = 1,96 ìÀ,

ãäå òîê íàãðóçêè ìàêñèìàëüíûé:

IÍÌÀÊÑ ? IÊ1 IÊ ÄÎÏ = 100 ìÀ.

×àùå âñåãî, èç ñîîáðàæåíèÿ òåõíîëîãè÷åñêîé ïðîñòîòû è ñòîèìîñòè, âûáèðàþò òðàíçèñòîð òàêèì æå, êàê è ïðåäûäóùèé, åñëè îí óäîâëåòâîðÿåò ïîñòàâëåííîìó óñëîâèþ.

 ýòîì ñëó÷àå â1ÌÈÍ = â2ÌÈÍ = âÌÈÍ.

Ðàñ÷åò ñîïðîòèâëåíèé R1 è R2:

R2 = |UÂÛÕ - UÎÏ| / (IÑÒ.ÍÎÌ - IÝ2) = |15 - 6,8| / (10 - 5) = 1,64 êÎì,

ãäå IÑÒ.ÍÎÌ - íîìèíàëüíûé òîê âûáðàííîãî ñòàáèëèòðîíà (ñïðàâî÷íàÿ âåëè÷èíà).

Ïî ðÿäó íîìèíàëîâ Å24 îïðåäåëÿåì áëèæàéøåå çíà÷åíèå: R2 = 1,6 êÎì.

R1 = |UÂÕ -UÍ.ÌÀÊÑ| / (IÁ1.ÌÀÊÑ +IÊ2) = |20 -25| / (1,96 +5) = 718 Îì,

ãäå:

IÁ1.ÌÀÊÑ = IÍ.ÌÀÊÑ / (â1ÌÈÍ + 1) = IÁ2 ÌÀÊÑ = 1,96 ìÀ.

Ïî ðÿäó íîìèíàëîâ Å24 îïðåäåëÿåì áëèæàéøåå çíà÷åíèå: R1 = 750 Îì.

Òåïåðü ðàññ÷èòûâàþò ñîïðîòèâëåíèÿ äåëèòåëÿ R3, R4, R5:

R3 = |UÂÛÕ. ÌÈÍ - UÎÏ| / IÄÅË = |14,985 - 6,8| / 2 = 4,0925êÎì,

ãäå:

IÄÅË = 15...20 IÊ2 / â2ÌÈÍ = 20?5/ 50 = 2 ìÀ.

Ïî ðÿäó íîìèíàëîâ Å24 îïðåäåëÿåì áëèæàéøåå çíà÷åíèå: R3 = 4,3 êÎì.

äàëåå:

R4 = |UÂÛÕ. ÌÀÊÑ -UÎÏ| / IÄÅË = |15,015 - 6,8| / 2 = 4107 Îì.

Ïî ðÿäó íîìèíàëîâ Å24 îïðåäåëÿåì áëèæàéøåå çíà÷åíèå: R4 = 4,3 êÎì.

R5 = |UÎÏ| / IÄÅË. = |6,8| / 2 = 3,4 êÎì.

Ïî ðÿäó íîìèíàëîâ Å24 îïðåäåëÿåì áëèæàéøåå çíà÷åíèå: R5 = 3,4 êÎì.

Âñå çíà÷åíèÿ ñîïðîòèâëåíèé âûáèðàþò ïî ÃÎÑÒ (áëèæàéøåå).

Íåîáõîäèìî îöåíèòü çíà÷åíèå ìàêñèìàëüíîãî âûõîäíîãî òîêà ñòàáèëèçàòîðà IÂÛÕ, êîòîðûé åñòü ñóììà òîêîâ äåëèòåëÿ è êîëëåêòîðà, ò.å.

IÂÛÕ = IÄÅË +IÊÎ = EK / (R1+R2) +IÊÎ = 2 + 16 = 18 ìÀ,

Ìàêñèìàëüíûé âûõîäíîé òîê äîëæåí áûòü ìåíüøèì IÊ.ÄÎÏ âûáðàííîãî òðàíçèñòîðà, ÷òî è ïîêàçûâàåò ðàñ÷åò.

3. Ðàñ÷åò âûïðÿìèòåëÿ

Òðàíñôîðìàòîð Ò ïîíèæàåò íàïðÿæåíèå ñåòè äî íåîáõîäèìîãî íàïðÿæåíèÿ, äèîäû VD1-VD4, âêëþ÷åííûå ïî ìîñòîâîé ñõåìå, âûïðÿìëÿþò ýòî íàïðÿæåíèå, êîíäåíñàòîð ôèëüòðà ÑÔ ñãëàæèâàåò åãî ïóëüñàöèè.

Íàãðóçêîé âûïðÿìèòåëÿ ÿâëÿåòñÿ ñòàáèëèçàòîð íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ óñèëèòåëÿ, îòñþäà èçâåñòíû èñõîäíûå ïàðàìåòðû äëÿ ðàñ÷åòîâ âûïðÿìèòåëÿ UÍ è IÍ. ÌÀÊÑ.

Èñõîäíûå äàííûå

UÍ = 20 Â,

IÍ. ÌÀÊÑ = iÁ1+iÊ2 = 1,96 + 5 = 6,96 ìÀ.

Äàëåå, çíàÿ òîê íàãðóçêè, îïðåäåëÿþò ìàêñèìàëüíûé òîê, òåêóùèé ÷åðåç êàæäûé äèîä âûïðÿìèòåëüíîãî ìîñòà:

IVD = 0.5*À* IÍ.ÂÛÕ.

IVD = 0.5*0,24* 6,96 = 8,35 ìÀ.

ãäå À ? 2,4.

Îáðàòíîå íàïðÿæåíèå äèîäîâ äîëæíî áûòü â 1,5 ðàçà áîëüøå íàïðÿæåíèÿ èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ:

UÎÁÐ = 1,5 UÍ = 1,5?20 = 30 Â.

Ïî ñïðàâî÷íèêó âûáèðàåì äèîä ÊÄ202 (UÎÁÐmax = 100 Â), óäîâëåòâîðÿþùèé ðàñ÷åòíûì çíà÷åíèÿì.

Åìêîñòü ôèëüòðóþùåãî êîíäåíñàòîðà îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëå:

ÑÔ = 3200 IÍ / (UÍ ÊÍ ) = 3200?8,35?10-3/20?0,01 = 133,6 ìêÔ,

ãäå ÊÍ - êîýôôèöèåíò ïóëüñàöèé âûïðÿìëåííîãî íàïðÿæåíèÿ (îáû÷íî áåðåòñÿ ðàâíûì 0,01).

Ïî ðÿäó íîìèíàëîâ Å24 îïðåäåëÿåì áëèæàéøåå çíà÷åíèå ñ ó÷åòîì 20% ïîòåðü: ÑÔ = 1000 ìêÔ.

Äàëåå ïðîèçâåäåì ðàñ÷åò òðàíñôîðìàòîðà áëîêà ïèòàíèÿ.

Ãàáàðèòíàÿ ìîùíîñòü òðàíñôîðìàòîðà:

ÐÃ = UÍIÍ / ç = 20?8,35?10-3/0,8 = 0,208 Âò,

ãäå ç - êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ òðàíñôîðìàòîðà ïðèíèìàþò ðàâíûì 0,8.

Ïëîùàäü ñå÷åíèÿ ñåðäå÷íèêà ñîñòàâèò:

S = 1.2 * v ÐÃ = 1.2 * v 0,208 = 0,548 ñì2.

 äàííîì ñëó÷àå èìååò ñìûñë èñïîëüçîâàòü ìàãíèòîïðîâîä ìèíèìàëüíîé ïëîùàäè ñå÷åíèÿ ñåðäå÷íèêà ÓØ15õ15 (S=2,25 ñì2).

Äàëåå ðàññ÷èòûâàåì ÷èñëî âèòêîâ íà îäèí âîëüò:

n = k / S = 40/2,25 = 72,9 âèòêîâ,

ãäå k áåðåòñÿ ðàâíûì 40.

Òåïåðü íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü ÷èñëî âèòêîâ ïåðâè÷íîé îáìîòêè:

WI = UI * n = 220?72,9 = 16038 âèòêîâ,

ãäå UI - íàïðÿæåíèå ñåòè, ðàâíîå 220 Â.,

à âòîðè÷íîé:

WII =UÍ * n =20?72,9 = 1458.

Îïðåäåëÿþò òîê ïåðâè÷íîé îáìîòêè ïî ôîðìóëå:

II = Ðà / UI = 0,208/220 = 0,945ìÀ.

Âûáèðàåì ïðîâîä ÏÝÂ-2, êàê íàèáîëåå ÷àñòî ïðèìåíÿåìûé äëÿ îïèñàííûõ óñëîâèé. Òîãäà äèàìåòð ïðîâîäà ïåðâè÷íîé îáìîòêè:

dI = p * v II = 0,69* v 0,945?10-3 = 0,02,

ãäå p = 0,69 äëÿ âûáðàííîãî òèïà ïðîâîäà

Äèàìåòð ïðîâîäà âòîðè÷íîé îáìîòêè:

dII = p * v III = 0,69* v 10,4?10-3 = 0,07,

ãäå:

III = Ðà / UÍ = 0,208/20 = 10,4ìÀ.

êîíäåíñàòîð óñèëèòåëü ãðàíè÷íûé òðàíçèñòîð

Çàêëþ÷åíèå

 ïðîöåññå âûïîëíåíèÿ êóðñîâîé ðàáîòû áûëè âûïîëíåíû öåëè, ïîñòàâëåííûå âî Ââåäåíèè. Íà îñíîâå ïðîèçâåäåííûõ ðàñ÷åòîâ ìîæíî ñäåëàòü âûâîäû:

- ðàññ÷èòàííûé êàñêàä ÿâëÿåòñÿ óñèëèòåëåì òîêà.

- âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå êàñêàäà áîëüøå âûõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ, çíà÷èò, óñèëèòåëü ïðàêòè÷åñêè íå âíîñèò èñêàæåíèé â óñèëèâàåìûé ñèãíàë.

Òàêæå áûëè ïîëó÷åíû íàâûêè ðàñ÷åòà êàñêàäà óñèëèòåëÿ, ñòàáèëèçàòîðà âûïðÿìèòåëÿ.

Ðàññ÷èòàííûé óñèëèòåëüíûé êàñêàä ÿâëÿåòñÿ ýêîíîìè÷íûì, òàê êàê åãî ñõåìà íå ñîäåðæèò ëèøíèõ ýëåìåíòîâ; Âñå ñîïðîòèâëåíèÿ, òðàíçèñòîðû è äèîäû âûáðàíû ìàëîé ìîùíîñòè, ÷òî ãîâîðèò îá ìàëîì ýíåðãîïîòðåáëåíèè è âûáðàííàÿ ýëåìåíòíàÿ áàçà äîñòàòî÷íî øèðîêî ðàñïðîñòðàíåíà, à çíà÷èò ñòîèò íåäîðîãî.

Ñïèñîê ëèòåðàòóðû

1. Âàéñáóðä Ô.È., Ïàíàåâ Ã.À., Ñàâåëüåâ Á.Í. Ýëåêòðîííûé ïðèáîðû è óñèëèòåëè/ó÷åáíèê äëÿ òåõíèêóìîâ. - Ì.: ðàäèî è ñâÿçü, 1987.

2. Äæ. Ëåíê., Ýëåêòðîííûå ñõåìû: ïðàêòè÷åñêîå ðóêîâîäñòâî. Ïåð. ñ àíãë. - Ì.: Ìèð, 1985.

3. Êàëèíèí Í.Í., Ñêèáèíñêèé Ã.Ë., Íîâèêîâ Ï.Ï. Ýëåêòðîðàäèîìàòåðèëû: Ó÷åáíèê äëÿ òåõíèêóìîâ / Ïîä ðåäàêöèåé Í.Í. Êàëèíèíà. - Ì.: Âûñøàÿ øêîëà, 1981.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru

...