Материалы сайта
Это интересно
Расчет усилителя на транзисторе
Министерство образования РФ Уральский Государственный Технический Университет Кафедра Автоматика и управление в технических системах РАСЧЕТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ НА ТРАНЗИСТОРЕ КТ3107И Курсовая работа по Электронике Студент гр. Р-291а А.С. Клыков Преподаватель доцент, к.т.н. В. И. Паутов Екатеринбург 2000 Содержание. 1. Предварительные данные для расчета усилителя 3 2. Выбор транзистора 4 3. Расчет режима транзистора по постоянному току 4 4. Выбор напряжения источника питания 5 5. Расчет элементов, обеспечивающих рабочий режим тр-ра 5 6. Расчет емкостей Сф, С1, С2, Сэ 7 7. Результаты расчета 8 8. АЧХ и ФЧХ усилителя 9 9. Список литературы 10 Предварительные данные для расчета усилителя UН = 0.2 В RН = 0.3 кОм RС = 0.5 кОм К = 90 t max = 70 0C S = 4 fн = 50 Гц fв = 25 Гц 2. Выбор транзистора. Произведем необходимые расчеты для выбора транзистор: где Uн – напряжение на нагрузке Rн – сопротивление нагрузки Мощность, рассеиваемая на коллекторе (при ( = 1.1) (к = 8(((Pн = 8(1.1(0.13 = 1.14 мВт Необходимый коэффициент передачи по току: Внеобх = 1.5 * К = 1.5 * 90 = 135 , где К – коэффициент усиления Необходимая добротность усилителя Dу: Dу = 10 * К * (в = 20 * ( *(в * К = 20 * 3.14 * 25000 * 90 = 1.4*10 8 Для выбранного транзистора добротность Dт : где r(б – объемное сопротивление базы, равное 150 Ом Cк – емкость коллекторного перехода По расчетным данным и из условий : Ркmax >Рк , Bmin ( Bнеобх , (в ( (в,необх выбираем транзистор КТ3107И [1] 3. Расчет режима транзистора по постоянному току. Максимальный ток коллектора Iк,м : Ток коллектора Iк определяем по формуле: Проверим, что ток базы больше макс. тока сигнала : где В – коэффициент передачи по току. где Rвх = В * rэ= 1к9 - входное сопротивление каскада Ес – источник сигнала Rс – входное сопротивление источника сигнала Т.о., условие выполнено, т.к. 13.5 мкА > 1.3 мкА Напряжение на оллекторе-эмиттере Uкэ : Рабочая точка транзистора =1.5 В I0к = 1.82 В 4. Выбор напряжения источника питания. Выбор напряжения источника питания Ек: В соответствии с ГОСТ выбираем 5 В Падение напряжения на Rф : URф = (0.1(0.2)* Ек = 0.2*5 = 1 В Напряжение на делителе Uд : Uд = Ек - URф = 4 В 5. Расчет элементов, обеспечивающих рабочий режим транзистора. Найдем Rэ по формуле : где S – температурный коэффициент Rб = (5(10) Rвх = 5*1900 = 9500 Ом – общее сопротивление базы Определим Rк : Найдем Uб : Найдем R2 : Определим ток делителя: Условие Iд ( 0.2 Iк выполняется, т.к. 0,4мА ( 0.4 мА Определим Rф : По ГОСТу выбираем: R1 = 6к0 R2 = 16к0 Rэ = 3к2 Rф = к45 Проверим выполнение неравенства: I0к * Rэ + U0кэ + I0к * Rк + (I0к + Iд) * Rф ( Ек 5.824 + 1.5 + 2.5 + 1.179 ( 5 11 ( 5 – неравенство выполняется Определим коэффициент К для предусилителя на одном транзисторе КТ3107И Для того, чтобы обеспечить требуемый коэффициент усиления введем в схему эмиттерный повторитель на транзисторе КТ3107И (Рис.2). Определим для повторителя Rэ2: UБ2 = UК1 = I0э *Rэ + U0Кэ = 1.82мА * 3.2кОм + 1.5В = 7.32 В UБэ2 = r(б * I0э = 150 * 1.82мА = 0.27 В Определим сопротивление RЭ2Н : Найдем Rвх2 и Rвых2 : Коэффициент усиления повторителя К2 : Коэффициент усиления первого каскада: Получаем общий коэффициент усиления предварительного усилителя: К = К1 * К2 = 86 * 0.98 ( 84.5 6. Расчет емкостей Сф, С1, С2, Сэ . где КСГ = 40 – коэффициент сглаживания fП = 100 Гц – основная частота пульсации ист.питания Из равенства: Пусть Мн,вх = 0.92 Мн,э = 0.86 Тогда Мн,вых =0.89 Расчет С1, С2, Сэ : 7. Результаты расчета |RЭ |RФ |R1 |R2 |RК |RЭ2 |СЭ |СФ |С1 |С2 |ЕК | |3к2 |450 |6к0 |16к |1к4 |3к9 |217 |141 |3.15 |19.7 |5В | Табл.1 |8. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики. | |10 |20 |30 |40 |60 |100 |160 |320 |640 |1280 |2560 |5120 |10240 |20480 |40960 |81920 |163840| |1 |1.3010|1.4771|1.6020|1.7781|2 |2.2041|2.5051|2.8061|3.1072|3.4082|3.7092|4.0102|4.3113|4.6123|4.9133|5.2144| | |3 |2125 |5999 |5125 | |1998 |4998 |7997 |0997 |3997 |6996 |9996 |2995 |5995 |8994 |1994 | |62.8 |125.6 |188.4 |251.2 |376.8 |628 |1004.8|2009.6|4019.2|8038.4|16076.|32153.|64307.|128614|257228|514457|102891| | | | | | | | | | | |8 |6 |2 |.4 |.8 |.6 |5.2 | |0.2 |0.4 |0.6 |0.8 |1.2 |2 |3.2 |6.4 |12.8 |25.6 |51.2 |102.4 |204.8 |409.6 |819.2 |1638.4|3276.8| |5 |2.5 |1.6666|1.25 |0.8333|0.5 |0.3125|0.1562|0.0781|0.0390|0.0195|0.0097|0.0048|0.0024|0.0012|0.0006|0.0003| | | |6667 | |3333 | | |5 |25 |625 |3125 |6563 |8281 |4141 |207 |1035 |0518 | |0.4 |0.8 |1.2 |1.6 |2.4 |4 |6.4 |12.8 |25.6 |51.2 |102.4 |204.8 |409.6 |819.2 |1638.4|3276.8|6553.6| |4.6 |1.7 |0.4666|-0.35 |-1.566|-3.5 |-6.087|-12.64|-25.52|-51.16|-102.3|-204.7|-409.5|-819.1|-1638.|-3276.|-6553.| | | |6667 | |66667 | |5 |375 |1875 |09375 |80469 |90234 |95117 |97559 |39878 |79939 |59969 | |25 |6.25 |2.7777|1.5625|0.6944|0.25 |0.0976|0.0244|0.0061|0.0015|0.0003|9.5367|2.3842|5.9605|1.4901|3.7253|9.3132| | | |7778 | |4444 | |5625 |1406 |0352 |2588 |8147 |E-05 |E-05 |E-06 |E-06 |E-07 |E-08 | |0.16 |0.64 |1.44 |2.56 |5.76 |16 |40.96 |163.84|655.36|2621.4|10485.|41943.|167772|671088|268435|107374|429496| | | | | | | | | | |4 |76 |04 |.16 |.64 |4.56 |18.2 |73 | |0.2124|0.5070|0.9061|0.9438|0.5380|0.2747|0.1620|0.0788|0.0391|0.0195|0.0097|0.0048|0.0024|0.0012|0.0006|0.0003|0.0001| |2964 |2013 |8314 |5836 |3545 |2113 |9849 |4425 |5203 |4243 |6702 |8299 |4143 |2071 |1035 |0518 |5259 | |1.3567|1.0390|0.4366|-0.336|-1.002|-1.292|-1.407|-1.491|-1.531|-1.551|-1.561|-1.565|-1.568|-1.569|-1.570|-1.570|-1.570| |3564 |7226 |2716 |67482 |69159 |49667 |97942 |87016 |63429 |25265 |02915 |91332 |3549 |57562 |18597 |49115 |64374 | Список литературы: 1. Радио и связь, М.,1990г. 2. Расчет предварительного усилителя на транзисторе,, В.И.Паутов, Ю.Н. Секисов, И.Е. Мясников, Екатеринбург : УПИ, 1992г. ----------------------- [1] Параметры транзистора взяты из справочника « Радио и связь » М.: 1990г ----------------------- [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] Табл.2 Рис.3 Rк Rф R1 R2 R6 Rэ Rн Сэ С2 Сф С1 Ес Ек Iк0 Iдел Uб V V1 V2 Рис.1 M(() ( (() Ек Lg ( f ) Uвых Сф С2 Сэ Rн Rэ Рис.2 Rэ2 Rф Rк