Kursovoi_proekt (722380)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство образования Российской Федерации

Институт переподготовки кадров

Уральского государственного технического университета

Кафедра микропроцессорной техники

Оценка проекта

Члены комиссии

Резисторный каскад предварительного усиления на биполярном транзисторе

Курсовой проект

Пояснительная записка

Руководитель доц., к.т. н. И.Е. Мясников

Слушатель гр. СП-923 А.Б. Любимов

2000

Реферат

Курсовая работа оформлена на 35 страницах машинописного текста, содержит 18 рисунков, 16 источников использованной литературы и 5 приложений.

Курсовая работа рассчитана по следующим данным:

Задача 1

Рассчитать резисторный каскад предварительного усиления на биполярном транзисторе. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером и должен иметь эмиттерную стабилизацию точки покоя. Развязывающий фильтр (C_ф, R_ф) отсутствует. Питание цепей смещения и коллекторных цепей осуществляется от общего источника.

U_вх=0,1 В

U_н=2 В

R_i=5 кОм

R_н=3 кОм

C_н=50 пФ

f_н=20 Гц

f_в=2 Мгц

М_н=1,2 дБ

М_в=1,5 дБ

Необходимо выполнить следующее:

Начертить принципиальную электрическую схему каскада;

Выбрать тип транзистора;

Выбрать режим работы транзистора по постоянному току (U_ок, I_ок, I_об, U_обэ);

Рассчитать номиналы резисторов R₁, R₂, R_к, R_э и выбрать их тип;

Рассчитать номиналы конденсаторов C₁, C₂, C_э и выбрать их тип;

Определить коэффициент усиления каскада по напряжению K_U на средней частоте рабочего диапазона;

Составить эквивалентные схемы каскада и рассчитать частотную характеристику каскада в диапазоне от 0,1f_н до 3f_в, построить ее.

Задача 2

Используя данные, полученные при решении задачи 1, рассчитать частотную характеристику каскада для заданных ниже изменений. Начертить полученную характеристику на одном графике с частотной характеристикой задачи 1 и сделать вывод о влиянии заданного изменения на вид частотной характеристики.

Ввести в схему элемент ВЧ коррекции дросселем L=0,01 мГн, начертить принципиальную схему получившегося каскада.

Задача 3

Зная напряжение питания усилителя, рассчитать транзисторный стабилизированный источник напряжения компенсационного типа.

U_вых=12 В

I_вых=10 мА

a_вых= b_вых=0.1 %

a_вх= b_вх=15 %

Ключевые слова:

Усилитель, транзистор, конденсатор, резистор, частота, диод, обратная связь, напряжение, ток, емкость, сопротивление, входная характеристика, выходная характеристика, коэффициент усиления, эквивалентная схема, частотная характеристика, частотная коррекция, амплитудные значения.

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1. Общие понятия...…………...................................................................5

1.2. Типы усилителей.............……..............................................................5

2. Основная часть

2.1. Расчет каскада предварительного усиления.............................……...6

2.1.1. Принципиальная схема каскада...................................…......…........6

2.1.2. Выбор транзистора..........................................................…..............6

2.1.3. Выбор режима работы транзистора по постоянному току и

расчет номиналов элементов усилителя...........................................…......7

2.2. Расчет амплитудно-частотной характеристики.........................….....10

2.3. Расчет частотной характеристики

каскада с элементом ВЧ коррекции............................................................14

2.4. Расчет стабилизированного источника напряжения

компенсационного типа..............................................................................15

2.5 Расчет выпрямителя..............................................................................18

Заключение

Литература

Приложения

Введение

Общие понятия

В современной технике широко используется принцип управления энергией, позволяющий при помощи затраты небольшого количества энергии управлять энергией, но во много раз большей. Форма как управляемой, так и управляющей энергии может быть любой: механической, электрической, световой, тепловой и т.д.

Частный случай управления энергией, при котором процесс управления является плавным и однозначным и управляемая мощность превышает управляющую, носит название усиления мощности или просто усиления; устройство, осуществляющее такое управление, называют усилителем.

Очень широкое применение в современной технике имеют усилители, у которых как управляющая, так и управляемая энергия представляет собой электрическую энергию. Такие усилители называют усилителями электрических сигналов.

Управляющий источник электрической энергии, от которого усиливаемые электрические колебания поступают на усилитель, называют источником сигнала, а цепь усилителя, в которую эти колебания вводятся, - входной цепью или входом усилителя. Источник, от которого усилитель получает энергию, преобразуемую им в усиленные электрические колебания, назовем основным источником питания. Кроме него, усилитель может иметь и другие источники питания, энергия которых не преобразуется в электрические колебания. Устройство, являющееся потребителем усиленных электрических колебаний, называют нагрузкой усилителя или просто нагрузкой; цепь усилителя, к которой подключается нагрузка, называют выходной цепью или выходом усилителя.

Усилители электрических сигналов (далее просто усилители), применяются во многих областях современной науки и техники. Особенно широкое применение усилители имеют в радиосвязи и радиовещании, радиолокации, радионавигации, радиопеленгации, телевидении, звуковом кино, дальней проводной связи, технике радиоизмерений, где они являются основой построения всей аппаратуры.

Кроме указанных областей техники, усилители широко применяются в телемеханике, автоматике, счетно-решающих и вычислительных устройствах, в аппаратуре ядерной физики, химического анализа, геофизической разведки, точного времени, медицинской, музыкальной и во многих других приборах.

Типы усилителей

Усилители делятся на ряд типов по различным признакам. По роду усиливаемых электрических сигналов усилители можно разделить на две группы:

– усилители гармонических сигналов, предназначенные для усиления периодических сигналов различной величины и формы, гармонические составляющие которых изменяются много медленнее длительности устанавливающихся процессов в цепях усилителя.

– усилители импульсных сигналов, предназначенные для усиления непериодических сигналов, например непериодической последовательности электрических импульсов различной величины и формы.

По ширине полосы и абсолютным значениям усиливаемых частот усилители делятся на ряд следующих типов:

– усилители постоянного тока или усилители медленно меняющихся напряжений и токов, усиливающие электрические колебания любой частоты в пределах от низшей нулевой рабочей частоты до высшей рабочей частоты.

– усилители переменного тока, усиливающие колебания частоты от низшей границы до высшей, но неспособные усиливать постоянную составляющую сигнала.

– усилители высокой частоты (УВЧ), предназначенные для усиления электрических колебаний несущей частоты, например принимаемых приемной антенной радиоприемного устройства.

– усилители низкой частоты (УНЧ), предназначенные для усиления гармонических составляющих не преобразованного передаваемого или принимаемого сообщения.

Усилители низкой частоты характеризуются большим отношением высшей рабочей частоты к низшей, лежащим в пределах 10 - 500 для усилителей звуковых частот и превышающим 10⁵ для некоторых типов видео усилителей. Усилители с высшей рабочей частотой порядка сотен килогерц и выше, одновременно имеющие большое отношение высшей рабочей частоты к низшей, обычно называются широкополосными усилителями.

Избирательные усилители усиливают электрические сигналы в очень узкой полосе частот.

Из трех типов транзисторных каскадов для усиления напряжения пригодны два: каскад с общей базой и каскад с общим эмиттером. Каскад с общим коллектором может быть применен в многокаскадных системах, однако непосредственного усиления напряжения такой каскад не дает и выполняет вспомогательную роль.

Для усиления напряжения звуковых частот наиболее пригоден каскад с общим эмиттером, так как он имеет более высокое входное и более низкое выходное сопротивления по сравнению с каскадом с общей базой.

Расчет каскада предварительного усиления

Принципиальная схема каскада

_­­Принципиальная схема каскада предварительного усиления представлена на рис.1 приложения 1.

Выбор транзистора

Для резисторного каскада транзистор выбирают по трем параметрам: верхней граничной частоте f_, величине тока покоя коллектора I_K0, и наибольшему допустимому напряжению коллектора U_{КЭ доп}.

Граничная частота передачи тока базы f_ должна более чем в 5 раз превышать заданную верхнюю частоту усилителя f_в:

f_ 5 f_в = 10⁷ Гц.

Ток покоя коллектора выбирается из условия

I_{К доп} > I_К0 > 1.5 I_н,

где

I_н = U_н / R_н = 667 мкА.

Напряжение питания усилителя Е_к должно быть выбрано исходя из значения наибольшего допустимого напряжения коллектора, т.е. меньше 0.8 U_{КЭ доп}.

Поставленным требованиям удовлетворяет транзистор КТ315Б. Его параметры:

– f_ = 250 Мгц

– I_{К доп} = 100 мА >> 1.5 I_н = 1 мА

– U_{КЭ доп} = 25 В. Зададимся Е_К = 12 В < 0.8U_{КЭ доп} = 20 В.

Выбор режима работы транзистора по постоянному току и расчет номиналов элементов усилителя

Сначала по семейству выходных характеристик транзистора (рис.2 приложения 1) выберем рабочую точку. Для этого построим нагрузочную прямую по переменному току: выберем значение максимального тока коллектора I_{К макс} таким образом, чтобы точка, соответствующая выбранной величине, располагалась по меньшей мере над пятью - шестью кривыми i_K = f (U_K) при i_Б = const, приведенными в справочнике. Из этих соображений выбираем значение

I_{K макс} =15 мА.

Значение максимального напряжения на коллекторе U_{K макс} = Е_К. Ток I_К0 можно взять равным половине I_{К макс}:

I_K0 = 0.5 I_{K макс} = 8 мА.

Рассчитываем сопротивление в цепи эмиттера R_Э. Для этого прежде всего зададимся падением напряжения на нем:

U_Rэ = 0.2 E_К = 2.4 В,

Отсюда

R_Э = U_RЭ / I_Э0  U_RЭ / I_K0 = 300 Ом.

Теперь с помощью выбранной рабочей точки определяем напряжение покоя между коллектором и эмиттером:

U_КЭ0 = 5.5 В.

По входной характеристике (рис.3 приложения 1) находим: ток покоя базы, напряжение покоя между базой и эмиттером, и входное сопротивление каскада (по переменному току):

I_Б0 = 0.1 В,

U_БЭ0 = 0.47 В,

R_{ВХ ОЭ}  R_{ВХ ~} = 860 Ом.

Сопротивление в цепи коллектора R_K рассчитываем аналогично R_Э, задавшись напряжением на нем:

U_Rк = E_K – U_Rэ – U_КЭ0 = 4.1 В,

R_K = U_Rэ / I_K0 = 510 Ом.

Расчет делителя произведем, задавшись значением R₂:

R₂ = 10 R_{вх ОЭ} = 8.6 кОм,

Затем рассчитываем R₁ с помощью следующего выражения:

(E_К – (U_Rэ – U_БЭ0)) R₂ R_вх

R₁ = –––––––––––––––––––––– = 20 кОм,

(U_Rэ – U_БЭ0) (R₂ + R_вх)

где

U_Rэ + U_БЭ0

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов реферата