Скачать 69.9 Kb.
|
Импульсный усилительПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Схемотехника и АЭУ Выполнл студент гр. 180 Курманов Б.А. Министерство образования Российской Федерации ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ) 2003 Реферат Курсовая работа 29с., 12 рис., 3 табл., 2 источника. УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД, ТРАНЗИСТОР, КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ, ЧАСТОТНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ, НАПРЯЖЕНИЕ, МОЩНОСТЬ, ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИЯ, СКВАЖНОСТЬ, КОРРЕКТИРУЮЩАЯ ЦЕПЬ, ОДНОНАПРАВЛЕННАЯ МОДЕЛЬ. Целью данной работы является приобретение навыков аналитического расчёта усилителя по заданным требованиям. В процессе работы производился расчёт параметров усилителя, анализ различных схем термостабилизации, были рассчитаны эквивалентные модели транзистора, рассмотрены варианты коллекторной цепи транзистора. В результате работы получили принципиальную готовую схему усилителя с известной топологией и известными номиналами элементов. Пояснительная записка выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2002. СОДЕРЖАНИЕ
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 2 на курсовое проектирование по дисциплине “Схемотехника АЭУ” студенту гр.180 Курманову Б.А. Тема проекта Импульсный усилитель Сопротивление генератора Rг = 75 Ом. Коэффициент усиления K = 25 дБ. Длительность импульса 0,5 мкс. Полярность "положительная". Скважность 2. Время установления 25 нс. Выброс 5%. Искажения плоской вершины импульса 5%. Амплитуда 4В. Полярность "отрицательная". Сопротивление нагрузки Rн = 75 Ом. Условия эксплуатации и требования к стабильности показателей усилителя 20 - 45 °С. Срок сдачи проекта на кафедру РЗИ 10.05.2003. Дата выдачи Задания 22.02.2003. Руководитель проектирования _____________ Исполнитель ______________ 1.Введение Импульсные усилители нашли широкое применение. Особенно широко они применяются в радиотехнических устройства, в системах автоматики, в приборах экспериментальной физики, в измерительных приборах. В зависимости от задач на импульсные усилители накладываются различные требования, которым они должны отвечать. Поэтому усилители могут различаться между собой как по элементной базе, особенностям схемы, так и по конструкции. Однако существует общая методика, которой следует придерживаться при проектировании усилителей. Задачей представленного проекта является отыскание наиболее простого и надежного решения. Для импульсного усилителя применяют специальные транзисторы, имеющие высокую граничную частоту. Такие транзисторы называются высокочастотными. Итогом курсового проекта стали параметры и характеристики готового импульсного усилителя. 2.Предварительный расчет усилителя 2.1 Расчет рабочей точки Исходные данные для курсового проектирования находятся в техническом задании. Средне статистический транзистор даёт усиление в 20 дБ, по заданию у нас 25 дБ, отсюда получим, что наш усилитель будет иметь как минимум 2 каскада. Однако исходя из условия разной полярности входного и выходного сигнала число каскадов должно быть нечетным, следовательно число каскадов составит 3. Структурная схема многокаскадного усилителя представлена на рис.2.1 Рисунок 2.1 - Структурная схема усилителя По заданному напряжению на выходе усилителя рассчитаем напряжение коллектор эмиттер и ток коллектора (рабочую точку). Iко= Uкэо= Рассмотрим два варианта реализации схемы питания транзисторного усилителя: первая схема реостатный каскад, вторая схема дроссельный каскад. Дроссельный каскад: Схема дроссельного каскада по переменному току представлена на рисунке 2.2. Рисунок 2.2 - Схема дроссельного каскада Rн=75 (Ом). Расчетные формулы: (2.1) (2.2) (2.3) (2.4) Исходя из формул 2.1 - 2.4 вычислим напряжение Uкэо и ток Iко. Eп = Uкэо = 4В Pвых = Вт Pпотр = Вт η = Резистивный каскад: Схема резистивного каскада по переменному току представлена на рисунке 2.3. Рисунок 2.3 - Схема резистивного каскада Rк=75(Ом), Rн=75 (Ом), Rн~=37,5 (Ом). Исходя из формул 2.1 - 2.4 вычислим напряжение Uкэо и ток Iко. Eп = Iко*Rк+Uкэо = 8,4В Pвых = Вт Pпотр = Вт η = Результаты выбора рабочей точки двумя способами приведены в таблице 2.1. Таблица 2.1.
3. Выбор транзистора Выбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров: PRк ≤ Pк доп*0,8 Iко ≤ 0,8*Iк max fв(10-100) ≤ fт Uкэо ≤ 0,8*Uкэ доп Исходя из данных технического задания. Тогда верхняя граничная частота оконечного каскада: (3.1) fТ>(10..100) fв, fT=140МГц. Этим требованиям полностью соответствует транзистор 2Т602А. Параметры транзистора приведены в таблице 3.1. Таблица 3.1 - Параметры используемого транзистора
Далее рассчитаем выберем схему термостабилизации. 4. Расчет схемы термостабилизации 4.1 Эмиттерная термостабилизация Эмиттерная стабилизация применяется в основном в маломощных каскадах, и получила наиболее широкое распространение. Схема эмиттерной термостабилизации приведена на рисунке 4.1. Рисунок 4.1 - Схема эмиттерной термостабилизации Расчёт произведем поэтапно: 1. Выберем напряжение эмиттера , ток делителя и напряжение питания ; 2. Затем рассчитаем . Напряжение эмиттера выбирается равным порядка . Выберем . Ток делителя выбирается равным , где - базовый ток транзистора и вычисляется по формуле: (мА);(4.1.1) Тогда: (мА)(4.1.2) Напряжение питания рассчитывается по формуле: (В) Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам: Ом;(4.1.3) (4.1.4) (Ом);(4.1.5) (Ом);(4.1.6) Данная методика расчёта не учитывает напрямую заданный диапазон температур окружающей среды, однако, в диапазоне температур от 0 до 50 градусов для рассчитанной подобным образом схемы, результирующий уход тока покоя транзистора, как правило, не превышает (10-15)%, то есть схема имеет вполне приемлемую стабилизацию. 4.2 Пассивная коллекторная термостабилизация Рисунок 4.2 - Схема пассивной коллекторной термостабилизации. Пусть URк=10В Rк= (Ом);(4.2.1) Еп=Uкэо+URк=10+10=20В(4.2.2) Rб= =5,36 (кОм)(4.2.3) Ток базы определяется Rб. При увеличении тока коллектора напряжение на Uкэо падает и следовательно уменьшается ток базы, а это не даёт увеличиваться дальше току коллектора. Но чтобы стал изменяться ток базы, напряжение Uкэо должно измениться на 10-20%, то есть Rк должно быть очень велико, что оправдывается только в маломощных каскадах. 4.3 Активная коллекторная термостабилизация Рисунок 4.3 - Схема активной коллекторной термостабилизации Сделаем так чтобы Rб зависело от напряжения Ut. Получим что при незначительном изменении тока коллектора значительно изменится ток базы. И вместо большого Rк можно поставить меньшее на котором бы падало небольшое (порядка 1В) напряжение. Статический коэффициент передачи по току первого транзистора bо1=30. UR4=5В. R4===85 (Ом)(4.3.1) (4.3.2) Iко1 = Iбо2 = Pрас1 = Uкэо1*Iко1 = 5*1,68*10-3 = 8,4 мВт R2===2,38 (кОм)(4.3.3) R1===672 (Ом)(4.3.4) R3 = (Ом)(4.3.5) Еп = Uкэо2+UR4 = 10+5 = 15В(4.3.6) Данная схема требует значительное количество дополнительных элементов, в том числе и активных. При повреждении емкости С1 каскад самовозбудится и будет не усиливать, а генерировать, т.е. данный вариант не желателен, поскольку параметры усилителя должны как можно меньше зависеть от изменения параметров его элементов. Наиболее приемлема эмиттерная термостабилизация. |
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Объектно-ориентированное... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Объектно-ориентированное... Моделирование работы лифтов, wpf, варианты использования, uml диаграммы, пользовательский интерфейс, алгоритмы передвижений | ||
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Объектно-ориентированное... Моделирование работы лифтов, wpf, варианты использования, uml диаграммы, пользовательский интерфейс, алгоритмы передвижений | Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Разработка... Курсовой проект содержит: страниц – 22, источников – 8, рисунков – 9, таблиц – 1 | ||
Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Программная инженерия» Документирование процесса разработки программных средств с использованием uml: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине... | Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Разработка сапр» Целью работы является разработка и реализация библиотеки элементов «Отвертка» на базе системы компас 3D, с использованием методов... | ||
Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Разработка... Курсовой проект содержит: страниц –19, источников – 5, рисунков – 6, таблиц – 2 | Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине: «Разработка сапр» Целью данной работы является разработка и реализация модуля к сапр «Зубчатая передача с пересекающимися осями колес» на базе системы... | ||
Пояснительная записка к курсовому проекту по прикладной механике... Курсовой проекта содержит два листа графической части формата а-1 и пояснительную записку в «35» листов | Пояснительная записка к курсовому проекту "разработка технологического... Цель курсового проекта систематизировать и закрепить теоретические знания, полученные при изучении данного курса | ||
Дисциплина: тэа расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту... Тема: Разработка сроков и состава работ тр электрооборудования автомобиля газ-31029 | Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине... Рассматриваются вопросы, связанные с условиями и порядком выполнения курсового проекта. Даны общие требования к курсовому проекту,... | ||
Пояснительная записка Пояснительная записка на рабочую программу... Пояснительная записка на рабочую программу по дисциплине «Физическая культура для специальных медицинских групп» специальности 050709... | Пояснительная записка к проекту приказа мвд россии Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы современной педагогической науки» | ||
Пояснительная записка к дипломному проекту На тему: ≪Разработка виртуального... На тему: ≪Разработка виртуального стенда для изучения методик построения vpn соединений≫ | Рабочая программа дисциплины цифровая схемотехника для специальности... Программа дисциплины “Цифровая схемотехника” составлена в соответствии с современным развитием цифровой техники |