Изъюрова Г.И. Расчёт электронных схем. Примеры и задачи (1987) (1142057), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Из формулы (12.20) определяем сопротивление резистора: Е„< 'пп = ~Р = 200 Ом. (3+5) С 5С В соответствии с формулой (12.13) сопротивление резистора Кп равно Нр = Е„)3 и/Я = 2 кОм. Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора Ть не должна превышать допустимое значение Р,, т. е. Ек1ээ =15 мВт(225 мВт. рп+ Г„2 Определим емкость Ср из следующих соображений. При запирании транзистора Т, помимо разряда С происходит заряд конденсатора Ср с постоянной времени тс = С (Ек + Яп). Тран- зистор Т, откроется в момент времени, когда напряжение Уе сравняется с напряжением У, = Пс(г). При Е, > 6'с(0) = Е'„ для обеспечения условия ие,(г„) < 0 необходимо, чтобы при Е„~ 1„е,йе выполнялось неравенство г„< гс,1п ПЕ'„! + Е'„ИУ„3, откуда С > С НЕ" 3 3 мкФ' Принимаем С = 3,5 мкФ.
12.4. Как изменятся выходные характеристики генератора линейно изменяющегося напрюкения (см. рис. 12.3,а), рассчитанного По условию предыдущей задачи, при подключении резистивно-емкостной нагрузки Е„= 100 кОм и С„= 0,5 мкФ2 Решение Резистор нагрузки Я„подключается параллельно выходному сопротивлению В зе транзистора Т,, а конденсатор ф— параллельно интегрирующему конденсатору С. Следовательно, коэффициент нелинейности Кн + Амплитуда выходного сигнала уменьшается: У = -- — "=2 В. ахЕ,г„ Я,(С + С„) Время обратного хода увеличивается: гег5(йк)йн)(С+Сн)1„5мс Таким образом, при подключении нагрузхн выходные характеристики схемы с токосгабилизирующим элементом, представленной на рис.
12З, а, существенно ухудшаются. Это главный недостаток такой схемы. 125. Выбрать схему и рассчитать элементы ждущего генератора линейно изменяющегося напряжения при подключенной нагрузке Л„= 10 кОм, обеслечнваюгцего следующие харак- теристики выходного сигнала: У„= 6 В, !и = 100 мкс, б,бр= = 50 мкс, К„= 2%, Кк = 60%. Температура окружающей среды ие выше 40 'С Задержкой выходного сигнала можно пренебречь. Решение При малом сопротивлении нагрузки и небольшом коэффициенте нелинейности целесообразно выбрать схему 'генератора, изображенную на рис. 12.4. Так как коэффициент использования нанрюкения питания Кб по условию не должен быль меньше 60%, то напряжение питания аб Выбираем в качестве Т, и Тз транзисторы типа МП41 с параметром У„б „= 20 В > Е Выбираемдиодти!1аД9В, удовлетворяющий условию Уи,бр —— .20 В >.Ы„.
Из формулы (12Л2) определяем степень насыщения транзистора Т,: Я= — +1=3. ри г бр Средняя люшбюсть, рассеиваемая на коллекторе транзистора Т„во время обратно~о хода, ие должна превышать допустимого для данного типа значения. Для этого необходимо, чтобы Р (31пахубх~мбпбр ()!пах~к~~ бпбр 2(!и+ ! б ) 2К(!и+ ! б ) ' откуда можно найти сопротивление К: К > — ' " " 'бр = 24 кОм. (12А6) 2Рк! ппп (би + бпбр) Принимаем К = 30 кОм. Из формулы (!2.13) определяем номинал резистора К„: Кк=ЗКф 1,=3 кОм.
Коллекторный ток насыщения 1 „, = Я„/К„= 3,3 мА должен соответствовать номиншрьным значениям коллехторного тока данного типа транзистора, т. е. необходимо, чтобы )кпнп ~ 1кн! ~ )к.ипппик По формуле (1223) определяем емкость конденсатора, при которой обеспечивается заданное напряжение (х: С вЂ” = 0,03 Ф. Ек!и К„(х"и Чтобы исключить влияние конденсатора Со на коэффициент нелинейности генератора, следует выполнить условие С вЂ”" — «к К,. Ек Со С вЂ”" — - =0,1 К„, Е„Со найдем емкость конденсатора Со, необходимую для выполнения этого условия: У„С к к Если значение Со получается слишком большим с конструктивной точки зрения, можно увеличить в некоторых пределах сопротивление резистора Кк и, следовательно, уменьшить емкость Со. Определяем минимальное входное сопротивление эмиттерного повторителя, необходимое для обеспечения заданного значения Кк.
Полагая К„ю1, будем иметь У„Я„ К = —" —" — кк =90 кОм. ккккяк й К к— Из формулы 112.24) определим эквивалентное сопротивление, соответствующее минимальному входному сопротивлению повторителя: И,,=гк1йк))К„мК,1й„= '"" =3 кОм. 1+)"2 Если полученная расчетная величина й превышает заданное значение Я„, то в качестве Т, используют составной транзистор, увеличивающий общий коэффициент усиления по току )3 = = раап где )кь 1)з †"коэффициенты усиления по току отдельных транзисторов.
Тогда 11кккккк < К 1 + 0ггок При заданной нагрузке сопротивление резистора кк, должно быть равным В,= ~ =4 кОм. К Кк „— Лк Определяем время восстановления напряжения на конденсаторе Со по формуле (12.21): гвмст = (3 —:5](гя + Явыхн) Со = 5 (гл + гп) Се = 3 мс.
Так как время восстановления получается больше, чем время обратного хода, то период повторения входных импульсов Т= г„'+ г,.„„ (12.47) Следовательно, при определении сопротивления резистора Е в формуле (12.4б), где полагалось., что Т= г„+г,~ следует подставить выражение (12.47). Если транзистор Тз закроется после окончания рабо сего хода, то время восстановления может существенно возрасти, гак ках заряд конденсатора Се будет происходить с постоянной времени тс, = Се (г„+ Е,).
Для обеспечения открытого состояния транзистора Тз следует подключить источник смешения с напряжением Е, = = У~ = 1,~,Е Полагая, что коэффициент усиления транзистора МП41 существенно не изменнтся при.токе 1, = 0,3 мА, получим Е,=1,5 В. 12.б. Определить минимальный коэффипиент нелинейности в схеме рис 12.5,а, если Ю„/Е„= 0,5, С/С, =- Е,/И, = 0,2. Разброс параметров бх резисторов и конденсаторов Ьс составляет 10;4. Входное сопротивление операционного усилителя считать бесконечно болыпим, а выходное сопротивление — бесконечно малым. Решение С учетом разброса параметров элементов, а также при сделанных допущениях (Е„, -+ со, Е, -~ О) коэффициент нелинейности определяется формулой С (1 — гбх)Е, Ч и„ К„= (1+ 2бс) —— С Е, '1 Е„' Минимальный коэффициент нелинейности получим при выполнении условия .к с А = — = — = 0,2.
Со Таким образом, если б ба = бс = 10 Я„то К м = А — 4б = 02.0,5 4 0.1=0,4. ям» 12.7. Определить верхний и нижний уровни выходного сигнала в схеме на рис. 12.5,а, если постоянная времени заряда конденсатора тс = ЕС =- 40 мкс. Напряжение смещения на инвер- тирующем входе операционного усилителя Ее = 2 В, напряжение питания Е, = 15 В. Коэффициент усиления с обратной связью на базе ОУ К = 1,2, длительность выходного импульса 1„= 10 мкс.
Решение Нижний уровень выходного напряжения (см. рис. 12.5,6) (Г, - = — ЕоЫКо Учитывая, что К 1+ К Кз/К 02 К2 . будем иметь (1,вввв —— — 0:,4 В. Амплитуда выходного напряжения У„= Е,~„/те= 3,75 В, верхний уровень выходного напрюкения (1 = 3,75 — 0,4 = = 3,35 В. 12.8. Спроектировать автоколебательный генератор линейно падающего напряжения на операционных усилителях типа К544УД1Б (см. рис. 12.6), который должен иметь следующие параметры: ! (1 ! =4 В, г „= 10 мс, з,е =1 мс. Рещение Учитывая, что для операционного усилителя типа К544УД1Б Е+ =!Е, !=Е =10 В, выбираем б"„ (7внко ! (1вьио! = (1выхо= — "= 2 В.
2 Из формулы (12.35), полагая гм = 1,а = 1 мс, определим т'= ~( ~ =3 мс !(1 ! Выбирая величину К„, = (К, 1 Кз) из условия К, > > К„, вот = 2 кОм, находиьв что К = 5 кОм. Определяем емкость интегрирующего конденсатора: С= = т'/К, = 0,6 мкФ. Из условия получения интервала зг,е = г„э = 10 мс находим постоянную времени: ие(Е, + (1..) ! Св ! Определяем сопротивление резистора Кз = т/С = 50 кОм. Находим сопротивление резистора К~ = (1/Я,, — 1/Кз) " = = 5,3 кОм. Для исключения влияния цепи Кз — Кч на постоянную времени перезаряла конденсатора С выбираем сопротив- ление резистора Кэ из условия Кз ~ К,. Принимаем Кз — — 500 кОм, Из формулы (12З7) или (12.38) определяем сопротивление резистора Кэ — — Кэ(У,э/Е„э = 500 2/10 = 100 кОм.
ГЛАВА 13 СТАЕИЛИЗАТОРЫ ИАПРЯЖЕБИЯ б 13УЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ При проектировании источников питания для радиоэлектронной аппаратуры предъявляются высокие требования к стабильности выходного напряжения. Простейшими стабилизаторами напряжения явлются схемы, использующие нелинейные элементы, вольт-амперная характеристика которых содержит участок, где напряжение почти не зависит от тока Такую вольт-амнерную характерястику имеет стабилитрон, работающий при обратном напряжении в области пробои (рис. 13.1, б). Схема простейшего стабилизатора напряжения, называемого параметрическим, приведена на рис.
13.1, а. В этой схеме стабильность выходного напряжения определяется в основном параметрами стабилитрона. Колебания входного напряжения или тока нагрузки приводят к изменению тока через стабилитрон, олнако напряжение на стабилитроне, подключенном параллельно нагрузке, изменяется незначительно.
Действительно, входное напряжение распределяется между балластным резистором Ка и стабилитроиом (рис. 13Л, б): Вх ~аэ (13.1) где Сакэ=(У~+У„)Ке — падение напряжения на балластном резисторе Ка от протекания токов стабилитрона У и нагрузки У„. Так как напряжение на стабилитроне (У в соответствии с вольт-амперной характеристикой почти не зависит от тока стабилитрона в пределах участка от У в до У, то приращение входного напряжения А(У равно приращению напряжения Ь(Уа на резисторе Ка. Так как ток нагрузки(У„= (У„/К„=- 1У /К„остается при этом неизменным, то ИУ = Л1/а = ЛУ Кь т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
