|
Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром и транзисторного усилителя
МАТИ - Российский Государственный Авиационный Технологический
Университет им. К. Э. Циолковского
Кафедра "Микропроцессорные системы, электроника и электротехника"
Курсовая работа
"Расчет полупроводникового выпрямителя с
фильтром и транзисторного усилителя"
по дисциплине "Схемотехника"
Группа: 6ПВК-II-28
Студент: Гаврилин Дмитрий
Вариант: А-4
Выполнил " " 199 г.
Сдано на кафедру " " 199 г.
Проверил " " 199 г.
Группа: 6ПВК-II-28
Студент: Гаврилин Дмитрий
Вариант: А-4
1.1 Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром.
1.2 Расчётная схема согласно варианту:
1.3 Исходные данные согласно варианту:
Примечание: Uнср - среднее напряжение на нагрузке; Iнср - средний
ток через нагрузку; qф - коэффициент пульсации выпрямителя с фильт-
ром.
Значения коэффициентов расчета электрических величин.
Коэффициенты расчета
Вид выпрямителя
К1
К2
К3
К4
m
q
Двухполупериодный
1.57
1.57
1.10
0.80
2.00
0.67
Примечание. К1 - коэффициент расчета Uдmax; К2 - коэффициент расче-
та Iдmax; К3 - коэффициент расчета U2; К4 - коэффициент расчета Pp; m -
номер основной гармоники (гармоники наинизшей частоты) выпрям-
ленного тока; q - коэффициент пульсации выпрямителя без фильтра.
1.4 Расчёт сопротивления нагрузки RН и средней мощно-
сти Pн, выделяемой на нагрузке.
1.5 Расчёт максимального обратного напряжения на диоде
Uдmax и максимального прямого тока через диод Iдmax.
1.6 Расчёт действующих значений напряжений на пер-
вичной U1 и вторичной U2 обмотках трансформатора, ко-
эффициента трансформации по напряжению nU, потреб-
ляемой мощности трансформатора Pp.
1.7 Расчёт коэффициента фильтрации Sкф и ёмкости
фильтра Сф.
1.8 Расчёт постоянной времени ?ф переходного процесса в
фильтре
1.9 Выбор полупроводникового диода по результатам
расчета.
В соответствии с полученными результатами был выбран выпрями-
тельный диод (кремниевый) из «Справочника по электронике»
Ток, мА
Напряжение, В
Тип выпря-
мительного
диода
максимальный
средний вы-
прямительный
Iвп.ср.ma, мА
постоянный
обратный
ток Iорб,
мА
максимальное
постоянное
обратное
Uобр.max, В
постоян
ное
прямое
Uпр, В
Диапазон
рабочих
температур
КД202А
5*103
0.8
35
0.9
-60 ? +130
1.10 Графики работы выпрямителя с фильтром по рас-
чётным данным в масштабе.
Группа: 6ПВК-II-28
Студент: Гаврилин Дмитрий
Вариант: А-4
2.1 Расчёт транзисторного усилителя
2.2 Расчётная схема транзисторного усилителя .
На схеме обозначены:
Uп - постоянное напряжение питания усилителя;
Rк - резистор в цепи коллектора;
Rэ - резистор в цени обратной отрицательной связи по току;
Cэ - конденсатор, шунтирующий резистор Rэ по переменному
ток;
RБ1,RБ2 - резисторы делителя напряжения а цепи базы;
CР1,CР2 - разделительные конденсаторы в цепях входного и выходного
сигналов, соответственно;
Rн - резистор нагрузки;
Eвх - действующее значение ЭДС источника входного сигнала;
Uвх - действующее входное синусоидальное напряжение
(входной сигнал);
Uвых - действующее выходное синусоидальное напряжение
(выходной сигнал);
iк - ток коллектора;
iБ - ток базы;
iЭ - ток эмиттера;
iн - ток нагрузки.
2.3 Исходные данные для расчёта согласно варианту.
Uп= 20 В (напряжение питания), ?В= 3. 104 Гц (высшая частота полосы
частот усиливаемого сигнала) , I км= 0.03 А; Евх=0.01 в;
R н= 800 Ом
2.4 Предварительный выбор транзистора по таблице 6.
Используются неравенства
Iкм < I' км ; Uп < U' кэм ; ?в < ? гр
(где Iкм - максимальный ток коллектора транзистора; Uп - по-
стоянное напряжение питания усилителя; ?в - верхняя рабочая
частота усилителя.)
Так как для транзистора КТ-801 , который имеет параметры
I' км = 2 ; U' кэм =60 ; ? гр =107 , неравенства выполняются , то
выбираем транзистор КТ-801 (0.03 < 2; 20 < 60; 3 . 104 < 107)
Значения параметров транзистора
(справочные данные)
Тип
I'км,
А
U'кэм,
В
P'км,
Вт
?r,
Гц
h11,
Ом
h21,
-
h12,
-
h22,
См
5
КТ801
2.00
60
5.00
107
100
60
0.0
05
10-1
2.5 Расчет параметров режима покоя
а) Коллекторный ток покоя;
Iкп = 0.5 Iкм = 0.5 . 0.03 = 0.015 А
б) Ток покоя базы
где h 21 - коэффициент усиления по току из таблицы 6.
в) Ток покоя эмиттера;
IЭП = IКП + IБП = 0.015 + 0.00025 = 0.01525 А
г) Напряжение покоя эмиттера (эмиттер - масса);
UЭП = (0.1 ? 0.2) / UП = 0.2 / UП = 0.2 / 20 = 0.01 В
д) Напряжение покоя коллектора - эмиттера;
UКЭП=0.5*UП - UЭП=10-0.01=9.99 В
е) Мощность, выделяемая на транзисторе в режиме покоя(мощность
рассеяния);
PТП=UКЭП*IКП=9.99*0.015=0.149 Вт
2.6 Расчёт цепи RЭ, СЭ обратной отрицательной связи по
постоянному току;
а) Расчёт Rэ (сопротивление резистора в цепи обратной отрицатель-
ной связи)
б) Расчёт Сэ (емкость конденсатора в цепи обратной отрицательной
связи)
2.7 Проверка правильности выбора трансформатора по
мощности рассеяния, используя неравенство PТП < P' КМ (
где P' КM =5 Вт из таблицы 6 для транзистора КТ-801, а
PТП = 0.149 из расчетов)
0.149< 5.00
неравенство выполняется следовательно транзистор выбран правильно
.
2.8 Расчёт сопротивления RK в цепи коллектора.
2.9 Расчёт сопротивлений RБ1, RБ2 делителя напряжения в
цепи базы и напряжения смещения UБЭП
Rб1 = h21 . RК = 60 . 1300= 78000 = 78 кОм
Rб2 ? 0.25 . Rб1 = 0.25 . 78000 = 19.5 кОм
Напряжение смещения на базе
UБЭП = URБ1 - UЭП = 4 - 0.01 = 3.99 В
2.10 Расчёт коэффициентов усиления усилителя .
а) По напряжению
где , h21=60 - коэффициент усиления по току транзистора
h11=100 - входное сопротивление транзистора
h22=10-1 - выходная проводимость транзистора из таблицы 6.
б) По току
K i = h21 = 60
в) По мощности
2.11 Расчёт входного RВХ и выходного RВЫХ сопротивле-
ний усилителя
Ом
2.12 Расчёт выходного напряжения
2.13 Построение входной , выходной
и переходной характеристик в масштабе
2.14 Построение в масштабе временных графиков процесса
усиления с использование исходных и расчетных данных и
характеристик, построенных в п. 2.10.
При этом
1
| |
