Реферат: Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром и транзисторного усилителя
Реферат: 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 фильтром.
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 расчета Iдmax; К3 - коэффициент
расчета U2; К4 -
коэффициент расчета Pp; m - номер
основной гармоники (гармоники наинизшей частоты) выпрямленного тока; q - коэффициент
пульсации выпрямителя без фильтра.
1.4 Расчёт
сопротивления нагрузки RН и средней мощности 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 первичной U1 и вторичной U2
обмотках трансформатора, коэффициента трансформации по напряжению nU, потребляемой мощности трансформатора Pp.
1.7 Расчёт коэффициента фильтрации Sкф и ёмкости фильтра Сф.
1.8 Расчёт постоянной времени tф переходного процесса в фильтре
1.9
Выбор полупроводникового диода по результатам расчета.
В соответствии с полученными результатами был выбран выпрямительный диод
(кремниевый) из «Справочника по электронике»
|
Ток, мА |
Напряжение, В |
|
Тип выпрямительного диода |
максимальный средний выпрямительный
Iвп.ср.ma, мА
|
постоянный обратный ток Iорб, мА
|
максимальное постоянное
обратное Uобр.max, В
|
постоянное прямое Uпр, В
|
Диапазон рабочих температур |
КД202А
|
5*103
|
0.8
|
35
|
0.9
|
-60 ¸ +130
|
1.10 Графики работы
выпрямителя с фильтром по расчётным 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 - постоянное 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 |
0.005 |
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 отрицательной 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 сопротивлений
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
|