Расчет коэффициента усиления напряжения усилителя
Исходные данные Вариант №20–30
Расчетная часть
Расчет коэффициента усиления напряжения усилителя
Вычислим амплитудное значение напряжения на выходе:
По известным значениям Uнm и Uвхm рассчитываем Koc
Усилителю с отрицательной обратной связью соответствует коэффициент передачи:
Определим число каскадов усилителя. Пусть число каскадов равно 1 (n = 1):
где M ос (w) – коэффициент частоты каскадов. Из этой формулы составим квадратное уравнение, и решим его относительно K b.
Пусть число каскадов усилителя равно 2 (n = 2):
Из этой формулы составим квадратное уравнение, и решим его относительно K b
тогда из полученных корней выбираем отрицательный Пусть число каскадов усилителя равно 3 (n = 3):
Из этой формулы составим квадратное уравнение, и решим его относительно K b
тогда из полученных корней выбираем отрицательный Расчет элементов выходного каскада
Выбор рабочей точки транзистора Выбор рабочей точки А транзистора в режиме покоя, когда входной сигнал отсутствует, сводится к выбору тока коллектора I кА и напряжения U кэ A в схеме рис. 1, в первоначальном предположении R э= 0. т.е. при заземленном эмиттере.
Точку покоя выберем исходя из заданных значений амплитуды напряжения на коллекторе U НМ и тока коллектора I НМ, которые по заданным значениям U Н и I Н определяются как U НМ = Определим вид транзистора: P К = U НМ I НМ =0.43 [Вт], транзистор средней мощности. Определим напряжение U КЭА из выражения:
Рис. 1. Схема усилительного каскада
ЕП=2 U КЭА =92.88 [B] Сопротивление RK находим как: Сопротивление RЭ вычисляется: Считаем, что на вход подается какой-либо переменный сигнал, тогда для переменного сигнала параллельно Поэтому строим динамическую линию нагрузки. Через точку А проводим линию динамической нагрузки, под углом
где KM =1000 масштабный коэффициент. Выбирая значенияEП из стандартного ряда, тем самым изменяя положениединамической линии нагрузки, проверяем условие Расчет элементов фиксации рабочей точки Фиксация рабочей точки A каскада на биполярном транзисторе (рис. 1) осуществляется резистивным делителем R 1, R 2. Выберем такой транзистор, у которого Из положения рабочей точки и выходных характеристик транзистора, рассчитаем величину дифференциального коэффициента передачи тока базы b:
Так же из входной характеристики находим входное дифференциальное сопротивление транзистора h 11Э :
Рассчитаем величину
Вычислим R1, R2 :
где Корректность расчета оценим вычислением тока I дел, причем необходимо соблюдение неравенства
Полученное значение удовлетворяет соотношению Найдем сопротивление резистивного делителя:
Найдем входное сопротивление данного каскада
Расчет емкостных элементов усилительных каскада Для каскадов на биполярном транзисторе (рис. 1) значение емкостей конденсаторов C 1,
Расчет коэффициента усиления напряжения каскада
Определим выходные параметры для промежуточного каскада:
2.3 Расчет элементов промежуточного каскада Выбор рабочей точки транзистора Выбор рабочей точки А транзистора в режиме покоя, когда входной сигнал отсутствует, сводится к выбору тока коллектора I кА и напряжения U кэ A в первоначальном предположении R э= 0. т.е. при заземленном эмиттере. Точку покоя выберем исходя из заданных значений амплитуды напряжения на коллекторе U НМ и тока коллектора I НМ, которые по заданным значениям U Н и I Н определяются как U НМ = Определим вид транзистора: P К = U НМ I НМ =0.84 [мВт], значит транзистор малой мощности Определим напряжение U КЭА из выражения:
ЕП=2 U КЭА =7,1 [B] Сопротивление RK находим как: Сопротивление RЭ вычисляется: Считаем, что на вход подается какой-либо переменный сигнал, тогда для переменного сигнала параллельно Через точку А проводим линию динамической нагрузки, под углом
где KM =1000 масштабный коэффициент Выбирая значенияEП из стандартного ряда, тем самым изменяя положениединамической линии нагрузки, проверяем условие Расчет элементов фиксации рабочей точки
Фиксация рабочей точки A каскада на биполярном транзисторе (рис. 1) осуществляется резистивным делителем R 1, R 2. Выберем такой транзистор, у которого Из положения рабочей точки и выходных характеристик транзистора, рассчитаем величину дифференциального коэффициента передачи тока базы b:
где D I К, D I Б – окрестность рабочей точки А Найдем ток I БА:
Так же из входной характеристики находим входное дифференциальное сопротивление транзистора h 11Э :
Рассчитаем величину Рекомендуемое значение N вычисленное как
Вычислим R1, R2 :
где Корректность расчета оценим вычислением тока I дел, причем необходимо соблюдение неравенства
Полученное значение удовлетворяет соотношению Найдем сопротивление резистивного делителя:
Найдем входное сопротивление данного каскада
Расчет емкостных элементов усилительных каскада Для каскадов на биполярном транзисторе (рис. 1) значение емкостей конденсаторов C 1,
C 2, C 3 рассчитаем по следующим формулам:
Расчет коэффициента усиления напряжения каскада:
Определим выходные параметры для входного каскада:
2.4 Расчет элементов входного каскада Выбор рабочей точки транзистора Выбор рабочей точки А транзистора в режиме покоя, когда входной сигнал отсутствует, сводится к выбору тока коллектора I кА и напряжения U кэ A в первоначальном предположении R э= 0. т.е. при заземленном эмиттере. Точку покоя выберем исходя из заданных значений амплитуды напряжения на коллекторе U НМ и тока коллектора I НМ, которые по заданным значениям U Н и I Н определяются как U НМ =
Определим вид транзистора: P К = U НМ I НМ =0.013 [мВт], транзистор малой мощности Определим напряжение U КЭА из выражения:
ЕП=2 U КЭА =5.22 [B] Сопротивление RK находим как: Сопротивление RЭ вычисляется: Считаем, что на вход подается какой-либо переменный сигнал, тогда для переменного сигнала параллельно Через точку А проводим линию динамической нагрузки, под углом
где KM =10000 масштабный коэффициент Выбирая значенияEП из стандартного ряда, тем самым изменяя положениединамической линии нагрузки, проверяем условие Расчет элементов фиксации рабочей точки Фиксация рабочей точки A каскада на биполярном транзисторе (рис. 1) осуществляется резистивным делителем R 1, R 2. Выберем такой транзистор, у которого Из положения рабочей точки и выходных характеристик транзистора, рассчитаем величину дифференциального коэффициента передачи тока базы b:
где D I К, D I Б – окрестность рабочей точки А Найдем ток I БА:
Так же из входной характеристики находим входное дифференциальное сопротивление транзистора h 11Э :
Рассчитаем величину Рекомендуемое значение N вычисленное как Вычислим R 1, R 2:
где Корректность расчета оценим вычислением тока I дел, причем необходимо соблюдение неравенства
Полученное значение удовлетворяет соотношению Найдем сопротивление резистивного делителя: Найдем входное сопротивление данного каскада
Расчет емкостных элементов усилительных каскада Для каскадов на биполярном транзисторе (рис. 1) значение емкостей конденсаторов C 1,
C 2, C 3 рассчитаем по следующим формулам:
Расчет коэффициента усиления напряжения каскада 2.5 Расчет элементов цепи ООС По вычисленным в п. 2.1. значениям
Найдем величину сопротивления обратной связи из следующего соотношения:
RОС = 77160 [Ом]. Расчет коэффициента усиления напряжения усилителя
Рассчитываемый коэффициент усиления всего усилителя равен произведению коэффициентов. усиления всех трех каскадов:
Моделирование Моделирование будем выполнять с помощью пакета схемотехнического моделирования Micro-Cap 3. В результате моделирования получим переходные и частотные характеристики как отдельных каскадов усилителя, так и всей структуры в целом. Целью моделирования является установление корректности расчета и степени соответствия расчетных параметров требованиям технического задания.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|