МегаПредмет

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение


Как определить диапазон голоса - ваш вокал


Игровые автоматы с быстрым выводом


Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими


Целительная привычка


Как самому избавиться от обидчивости


Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам


Тренинг уверенности в себе


Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"


Натюрморт и его изобразительные возможности


Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.


Как научиться брать на себя ответственность


Зачем нужны границы в отношениях с детьми?


Световозвращающие элементы на детской одежде


Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия


Как слышать голос Бога


Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)


Глава 3. Завет мужчины с женщиной


Оси и плоскости тела человека


Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.


Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.


Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Схема електрична принципова і графіки роботи в MultiSim





Зміст

1. Теорія

2. Початкові дані

3. Схема електрична принципова і графіки роботи в MultiSim

4. Розрахунки

5. Висновок

6. Список літератури


 

1. Теорія

Конденсатор

Конденсатор, в народі іменований кондером, є засобом накопичення електроенергії в електричних ланцюгах. Типовою сферою застосування є: згладжують фільтри в джерелах електроживлення; ланцюга міжкаскадових зв'язків; фільтрація перешкод.

Електрична характеристика конденсатора визначається його конструкцією і засобами використовуваних матеріалів. Конденсатор складається з пластин (або обкладок) знаходяться один перед одним, зроблених з струмопровідного матеріалу, і ізолюючого матеріалу (в основному папір і слюда).

Основною характеристикою є ємність. Вимірюють ємність у мікрофарад (мкФ) (1 * 10-6 Фарада), нанофарадах (нФ) (1 * 10-9 Фарада) і пікофарад (пФ) (1 * 10-12 Фарада). Якщо ви розберете конденсатор, то побачите там обкладки. Ємність конденсатора пропорційно збільшується з площею обкладок і зменшується з відстанню між ними. Ще одним важливим параметром конденсатора є робоча напруга. Напруга це не зі стелі береться, а характеризується максимальною напругою при перевищенні якого настає пробій діелектрика і смерть кондера.

При паралельному з'єднанні двох конденсаторів С1 і С2:

Ємність знаходиться так: С = С1 + С2

Напруга: напряженіенужное = напруга * С1/С2

При послідовному з'єднанні двох конденсаторів С1 і С2:

Ємність знаходиться так: С = С1 * С2 / С1 + С2

Напруга: на найменшу ємність подається більша напруга.

 

Транзистор

Розрізняють два види транзисторів: біполярні і польові. Біполярні транзистори управляються струмом, а не напругою. Бувають потужні і малопотужні, високочастотні і низькочастотні, pnp і npn структури ... Транзистори випускаються в різних корпусах і бувають різних розмірів, починаючи від чіп SMD (насправді є набагато менше ніж чіп) які призначені для поверхневого монтажу, закінчуючи дуже потужними транзисторами. За розсіюваною потужності розрізняють малопотужні до 100 мВт, середньої потужності від 0,1 до 1 Вт і потужні транзистори більше 1 Вт

Коли говорять про транзисторах, то зазвичай мають на увазі в біполярні транзистори. Біполярні транзистори виготовляються з кремнію або германію. Біполярними вони названі тому, що їх робота заснована на використанні в якості носіїв заряду як електронів, так і дірок. Транзистори на схемах позначаються наступним чином:

 

Одну з крайніх областей транзисторної структури називають емітером. Проміжну область називають базою, а іншу крайню - колектором. Ці три електроди утворюють два pn переходу: між базою і колектором - колекторний, а між базою і емітером - емітерний. Як і звичайний вимикач, транзистор може знаходитися в двох станах - під "включеному" і "вимкненому". Але це не означає, що вони мають рухомі або механічні частини, перемикаються вони з вимкненого стану у включене і назад за допомогою електричних сигналів.

Транзистори призначені для посилення, перетворення і генерування електричних коливань. Роботу транзистора можна представити на прикладі водопровідної системи. Уявіть змішувач у ванній, один електрод транзистора - це труба до краника (змішувача), інший (другий) - труба після краника, там де у нас витікає вода, а третій керуючий електрод - це якраз краник, яким ми будемо включати воду.

Транзистор можна представити як два послідовно з'єднаних діода, в разі NPN аноди з'єднуються разом, а в разі PNP - з'єднуються катоди.

Розрізняють транзистори типів PNP і NPN, PNP транзистори відкриваються напругою негативної полярності, NPN - позитивної. У NPN транзисторах основні носії заряду - електрони, а в PNP - дірки, які менш мобільні, відповідно NPN транзистори швидше перемикаються.

Uке = напруга колектор-емітер

Uбе = напруга база-емітер

Ic = струм колектора

Iб = струм бази

В залежності від того, в яких станах перебувають переходи транзистора, розрізняють режими його роботи. Оскільки в транзисторі є два переходу (емітерний і колекторний), і кожен з них може знаходитися в двох станах: 1) відкритому 2) закритому. Розрізняють чотири режими роботи транзистора. Основним режимом є активний режим, при якому колекторний перехід знаходиться в закритому стані, а емітерний - у відкритому. Транзистори, що працюють в активному режимі, використовуються в підсилювальних схемах. Крім активного, виділяють інверсний режим, при якому емітерний перехід закритий, а колекторний - відкритий, режим насичення, при якому обидва переходу відкриті, і режим відсічення, при якому обидва переходу закриті.

При роботі транзистора з сигналами високої частоти час протікання основних процесів (час переміщення носіїв від емітера до колектора) стає порівнянним з періодом зміни вхідного сигналу. В результаті здатність транзистора посилювати електричні сигнали з ростом частоти погіршується.

Резистор

Самим використовуваним елементом в радіотехнічних пристроях є - резистор (стара назва - опір). Основна характеристика резистора - опір, вимірюється в омах. Випускається два види резисторів: стабільні і загального призначення. Виробництво стабільних резисторів дорого і тому вони використовуються в дорогій високоточної апаратурі. Ми ж будемо використовувати резистори загального призначення. Їх опір може зміняться в межах 10% (залежить від ТКС). У звичайних резисторів ТКС (Температурний Коефіцієнт Опору) позитивний тобто із збільшенням температури збільшується опір. Тільки у одного простого елементу він від'ємний: у вуглецю.

Однією з основних характеристик є розсіювальна потужність. Розсіювальна потужність - це потужність, яку резистор може розсіяти без пошкодження. Вимірюється у ватах. Знаходиться за формулою

потужність = * опір, або P = R

У кожної речовини є свій опір, у деяких воно дуже велике (дерево, пластмаса), у інших маленьке (метали, рідини). Опір залежить від матеріалу (у золота воно буде менше ніж в алюмінію), від довгі провідника (залежність пряма: чим довше тим більше опір) і від площі зрізу провідника (чим площа більше тим опір менший).

Якщо при складанні схеми ви не виявили резистор з потрібним опором те можна поставити два і більше резистора послідовно (їх сумарний опір і буде потрібним опором). Можна поставити паралельно і знайти їх опір по формулі 1/Rзаг = 1/R1*1/R2*1/R3.

Існують так само і змінні резистори, що володіють здатністю змінювати свій опір. Їх застосовують для зміни струму, напруги та ін (наприклад: зміна гучності і тембру). Найчастіше на принциповій схемі відображаються так:

 

Про їх типи нижче.

Змінні резистори бувають:

1) Одинарні і здвоєні

2) Одне і багатооборотні

3) З вимикачем і без нього

 

За характером зміни опору:

1) Лінійні тобто Пропорційно куту повороту осі (група А)

2) Зворотно логарифмічною тобто спочатку потроху, а потім різко збільшується (група Б)

3) Логарифмічні (група В)

4) І інші (групи Е, І)

 

Г-подібні фільтри


Г-подібний фільтр високих, або низьких частот - дільник напруги, що складається з двох елементів з нелінійною АЧХ. Для Г-образного фільтру діє схема і всі формули, дільника напруги.

Г-образні частотні фільтри на конденсаторі і резисторі
Фільтр високих частот виходить шляхом заміни резистора R1 дільника напруги на конденсатор С, що володіє своїм реактивним опором ХC.
Перетворення дільника напруги в найпростіший RC-фільтр високих частот
Принцип дії такого фільтру: конденсатор, володіючи малим реактивним опором на високих частотах, пропускає струм безперешкодно, а на низьких частотах його реактивний опір максимальний, тому струм через нього не проходить.


Значення резисторів можна описати формулами:

(1.1) або де R1
Приймаючи вхідна напруга за 1 (одиницю), а вихідна напруга за значення відповідне зрізу. Підставивши значення напруг, ми знайдемо ХC .

R2це вхідний опір наступного каскаду (1.2)

(1.3)

 

Початкові дані


Uживлення 12 (Вольт)

Rвх(підсилювача) 20 (Ом)

Rвх (першого каскаду) 100 (кОм)

Rвих (першого каскаду) 5 (кОм)

Rвх (другого каскаду) 90 (кОм)

Rвих (другого каскаду) 5(кОм)

Rвих (підсилювача) 150 (кОм)

H21e(VT1) 150

H21e (VT2) 130


 


 

Схема електрична принципова і графіки роботи в MultiSim


 

Розрахунки

По постійному струму: [1]

Iб=приймаємо за 3мкА.
UR5 =0,1%Uж=0,012 В.

= 0.7 В

- задання робочої точки транзистора VT1[1].

R1=11.3/0.0000003=3766 кОм.
- резистор навантаження транзистора VT1[1].

R2=6/(3*150)=13,4 кОм.

- задання робочої точки транзистора VT2[1].

R3=(12-0.7-0.012)/3*10-6=3762 кОм.
- резистор навантаження транзистора VT2[1].

R4=(6-0.012)/3*10^4=19960 Ом.
R5=UR5/(Iб2+Iке2)

R5=0.012/3.03*10^4=39,6 Ом.

По змінному струму: [2]

,

, f=20Гц.

За формулою (1.3)знаходимо С1:


де Uвх прийнято за 1 (В) Uвих за 0.98 (В).

Висновок

При проведенні роботи були визначені і відточені методи розрахунку електричних схем, побудови і налагодженню їх в симуляторі Multisim.

З розрахунків з’ясовано номінали резисторів і конденсаторів:

R1 кОм
R2 13,4 кОм
R3 кОм
R4 19,96 кОм
R5 39,6 Ом
C1 3,9 мкФ
C2 4,3 мкФ
C3 2,6 мкФ

 

Про дійсність отриманих результатів можна судити з графіків роботи в симуляторі.

Перевірка роботи по постійному струму показала правильність обраних номіналів елементів.

 

Напруги на виходах кожного каскаду приблизно дорівнюють 1/2Uж.

Перевірка роботи з змінним струмом частотою 20Гц.

 

Синя лінія – вхідний сигнал, червона – вихідний. Наявний зріз верху амплітуди через параметри транзистора, що не повністю відповідали заданим умовам.

Список літератури:

1. Конспект лекцій

2. http://www.meanders.ru/filters.shtml





©2015 www.megapredmet.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.