135761 (Расчет различных электрических цепей), страница 2

В

3. РАСЧЁТ СГЛАЖИВАЮЩИХ ФИЛЬТРОВ

ТИПА LC

Исходные данные для расчета приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Расчётные данные

Определим ёмкость конденсатора на входе фильтра, которая обеспечит пульсацию не превышающую 10% , при условии, что фильтр подключен к мостовому выпрямителю:

, (3.1)

где: - в микрофарадах, мкФ;

- в миллиамперах, мА;

- в вольтах, В.

мкФ

Из ряда номинальных ёмкостей выбираем значение равное 510 мкФ. Напряжение на конденсаторе должно быть в 1.5 раза больше .

На этом основании выберем конденсатор К50-3-60В-510мкФ 10%.

Уточним коэффициент пульсации на входе фильтра:

, (3.2)

Определим коэффициент сглаживания, который должен обеспечивать фильтр:

, (3.3)

Коэффициент сглаживания каждого звена двухзвеньевого фильтра определяем по формуле:

, (3.4)

Определяется равенство:

, (3.5)

Зададим значения емкостей конденсаторов и равными 22 мкФ. По значению ёмкостей и максимального рабочего напряжения выбираем конденсаторы К50-3-60В-22мкФ 10%.

Из (3.5) определим значение :

,

Гн

т.к. то .

Расчитаем конструктивные параметры дросселей. Выходными данными для расчета являются индуктивности дросселей и значения выпрямленного тока.

Ширина среднего стержня определяется по формуле:

, (3.6)

где: - в см;

- в Гн;

- в А.

см

Выберем из справочника стандартные пластины типа ШI со следующими параметрами:

ширина среднего

стержня - 2.8 см;

высота окна - 4.2 см;

ширина окна - 1.4 см.

Площадь окна находим по формуле:

, (3.7)

где: - ширина, см;

- высота, см.

кв.см

Вычислим количество витков обмотки каждого дросселя:

, (3.8)

где: - площадь окна а кв.мм;

- коэффициент заполнения

окна медью равный 0.27;

- плотность тока равная 2А.кв.мм;

- выпрямленный ток в А.

Находим диаметр провода обмотки дросселя:

, (3.9)

мм

Из справочника выбираем диаметр провода равный 0.75мм (допустимый ток 0.884 А).

Вычисляем площадь сечения дросселя:

, (3.10)

где: - в кв.мм;

- в Гн;

- в А;

- магнитная индукция сердечника

равная 0.8 Тл.

кв.см

Расчитаем толщину набора сердечника дросселя:

, (3.11)

см

Для избежания насыщения сердечника дросселя между ярмом и сердечником делают воздушный зазор. Поскольку магнитный поток дважды проходит через зазор, то толщина немагнитной прокладки (из бумаги или картона)равна .

, (3.12)

где: - в А;

- в Тл;

- в см.

см

Подсчитаем среднюю длину витка обмотки:

, (3.13)

см

Вычислим активное сопротивление обмотки дросселя:

, (3.14)

где: - в см;

- в мм;

- в Ом.

Ом

Сопротивление двух последовательно соединенных дросселей равно:

, (3.15)

Ом

Подсчитаем спад напряжения на активном сопротивлении дросселей:

, (3.16)

В

4. РАСЧЁТ ЭМИТТЕРНОГО ПОВТОРИТЕЛЯ

Исходные данные для расчета приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Расчётные данные

Определим величину мощности , которую может отдать источник сигнала в входную цепь усилителя при условии равенства входного сопротивления каскада :

, (4.1)

Вт

Считая, что в усилителе достаточно велико, используют составной транзистор по схеме с общим коллектором. При таком соединении коэффициент усиления каскада по мощности можно принять равным 20 Дб.

Из справочника выбираем транзисторы типа МП111A с параметрами приведенными в табл.4.2.

Таблица 4.2

Параметры транзистора

Напряжение источника питания в цепи коллектора составляет от 0.4 до 0.5 максимально допустимого напряжения коллектор-эмиттер. Примем равным 5 В.

Максимальное значение входного сопротивления каскада определяется как половина сопротивления коллекторного перехода, которое в свою очередь вычисляется по формуле:

, (4.2)

Ом

Определив получаем, что равно 400 кОм.

Частотные искажения на высшей частоте диапазона частотными свойствами транзисторов и их схемой включения. Для схемы эмиттерного повторителя:

, (4.3)

где: ;

- высшая частота диапазона;

- граничная частота транзистора;

- коэффициент усиления по току

в схемах с общим эмиттером.

Сопротивление нагрузки каскада находим по формуле:

, (4.4)

где: - напряжение между коллектором и

эмиттером транзистора VT2 в ре-

жиме покоя;

- ток эмиттера в режиме покоя.

Для повышения входного сопротивления и снижения уровня шума примем = 2.5 В, а ток = 0.5 мА.

Ом

Из ряда номинальных сопротивлений выбираем номинал который равен 5.1 кОм. На основании полученных данных выбираем резистор С2-23-0.125-5.1кОм 5%.

Чтобы определить и примем ток делителя, созданный этими сопротивлениями, равным 0.2 мА. Используя отношение , из формулы :

, (4.5)

Ом

Ом

Из ряда номинальных сопротивлений выбираем номиналы регистров и равными 6.2 кОм и 18 кОм соответственно. На основании полученных данных выбираем резисторы С2-23-0.125-6.2кОм 5% и С2-23-0.125-18кОм 5% соответственно.

Определим ёмкость разделительного конденсатора :

, (4.6)

где: - выходное сопротивление эмиттерного

повторителя равоне 150 Ом;

- нижняя частота диапазона усиления;

- частотные искажения на НЧ от .

Частотные искажения на низких частотах, которые возникают в схеме из-за и определим по формулам:

, (4.7)

, (4.8)

Дб

Дб

В относительных единицах:

мкФ

Из ряда номинальных ёмкостей выбираем значение ёмкости равное 0.22 мкФ. Рабочее напряжение много больше . На основании полученных данных выбираем конденсатор К53-4А-0.22мкФ 10%.

Найдём ёмкость разделительного конденсатора на входе усилителя:

, (4.9)

мкФ

Из ряда номинальных ёмкостей выбираем значение ёмкости = 0.1 мкФ. Рабочее напряжение много больше . На основании полученных данных выбираем конденсатор К53-4А-0.1мкФ 10%.

5. РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА НА БИПОЛЯРНОМ

ТРАНЗИСТОРЕ ПО СХЕМЕ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

Исходные данные для расчета приведены в табл.5.1

Таблица 5.1

Расчётные данные

Из справочника выбираем транзистор типа МП25А с параметрами приведёнными в табл.5.2.

Таблица 5.2

Параметры транзистора

Определим величину тока в цепи коллектора:

, (5.1)

А

Найдём сопротивление нагрузки в цепи коллектора:

, (5.2)

Ом

Из ряда номинальных сопротивлений выбираем величину номинала равную 160 Ом. Мощность рассеивания на резисторе равна:

, (5.3)

Вт

Исходя из полученных данных выбираем резистор С2-27-1.0-75Ом 0.5%.

Определим сопротивление резистора в цепи термостабилизации:

, (5.4)

Ом

Из ряда номинальных сопротивлений выбираем величину номинала равную 75 Ом. Принимаем, что . Мощность рассеивания на резисторе равна:

, (5.5)

Вт

Исходя из полученных данных выбираем резистор С2-27-0.5-75Ом 0.5%.

Найдём ёмкость конденсатора :

, (5.5)

где: - в Гц;

- в Ом;

- в мкФ.