ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

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 - 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) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Электрический расчёт схемы

1. Входное сопротивление усилителя.

Так как входная емкость сравнительно мала (порядка долей пФ).

Входное сопротивление можно считать чисто активным.

R_вх=U_вх/I_вх

Параллельно входному сопротивлению подключается цепь смещения R1|| R2=R_Б тогда R_ВХ.ОБЩ. = R_ВХ || R_Б @ R_Б.

2. Выходное сопротивление усилителя и сопротивление коллектора.

Выходное сопротивление также можно считать чисто активным.

R_вых=U_вых/I_вых

R_ВХ.ОБЩ. = R_ВЫХ || R_К = (R_ВЫХ × R_K)/( R_ВЫХ + R_К), т.к. R_ВЫХ »Rк.

Следовательно, нагрузочные характеристики по постоянному и переменному току не совпадают.

3. Графоаналитический расчёт.

1. Берем семейство входных и выходных характеристик транзистора, включенного с ОЭ. Ограничиваем рабочую область на выходных характеристиках (штриховые линии P_МАКС,U_{КЭ МИН},U_{КЭ МАКС}).

2. На семействе выходных харакеристик в рабочей области строим нагрузочную характеристику, которая описывается выражением

Она пересекает координатную систему в точке U_КЭ=E_К при I_K=0 и в точке E_K/R_K при U_K=0. Точками 1-7 обозначаем пересечение нагрузочной характеристики с выходными характеристиками.

3. Переносим нагрузочную характеристику в семейство входных характеристик (точки 1^’-7^’).

4. На входной характеристике выбираем линейный участок (точки 2^’-4^’). Рабочую точку (А^’) выбираем посередине линейного участка и переносим ее в семейство выходных характеристик (А).

Так как сопротивление нагрузки соизмеримо с сопротивлением коллектора, нагрузочные характеристики по постоянному и переменному току не совпадают, следовательно, графоаналитический расчёт необходимо делать на основании нагрузочной характеристики по переменному току.

R_~ = R_к ||R_н

I_к_~= Е_к / R_~

Через точку (0, I_к_~) и точку А проведём нагрузочную характеристику по переменному току.

5. На диаграммах находим постоянные составляющие токов (I_Б=, I_К=) и напряжений (U_БЭ=, U_КЭ=).

6. На диаграммах определяем амплитулы напряжений (U_БЭ_m, U_КЭ_m) и токов (I_Б_m, I_К_m).

7. Определяем коэффициенты усиления

; ; .

P_вых (I_К_m × U_КЭ_m)/2 ; P_вх (I_Б_m × U_БЭ_m)/2

8. Найдем КПД усилителя:

h=(I_К_m × U_КЭ_m/2)/(I_К= × U_КЭ=)×100%

Выберем коэффициент передачи тока при короткозамкнутом выходе в схеме с общим эмиттером

h_21э=(80…150)

h_21э=b =DI_к/DI_б= (21,6*0,001)/(0,125*0,001) = 146,3

I_Б₌ = 0,175×10^-3A U_БЭ₌ = 0,38 B K_I =146,3 Вт R_К = 161 Ом

I_К₌ = 25,6×10^-3A U_КЭ₌ = 4,7 B K_U=21,42 Вт h₂₁_э=146,3

I_Б_m = 0,125×10^-3 A U_БЭ_m = 0,14 B K_Р=3702,9 Вт

I_К_m = 21,6×10^-3 A U_КЭ_m = 3 B h=26,93%

Рассчитаем номиналы элементов по следующим формулам:

S_доп=2.

R_э = 105 Ом

Выберем по ГОСТу: R₁ = 100 Ом.

R_б = 106 Ом

R₂ = 162 Ом

Выберем по ГОСТу: R₂ = 160 Ом

R₁ = 308,3 Ом

Выберем по ГОСТу: R₁ = 300 Ом.

I_д = 19 мА

4. Расчёт мощности на резисторах.

Выберем резисторы с учётом потребляемой ими мощности:

В общем случае имеем Р_доп =I² ×R

P_R1 = (I_Д+I_Б)²×R₁ = 0,1132 Вт, учитывая 25% запас по мощности выбираем по ГОСТу резистор МЛТ-0,25-300Ом ± 10%.

P_R2 = I_Д²×R₂ = 0,058 Вт, учитывая 25% запас по мощности выбираем по ГОСТу резистор МЛТ-0,25-160Ом ± 10%.

P_Rэ = (I_Э +I_Б)²×R_Э = 0,069 Вт, учитывая 25% запас по мощности выбираем по ГОСТу резистор МЛТ-0,25-100Ом ± 10%.

P_Rк = I_К²×R_К = 0,106 Вт, учитывая 25% запас по мощности выбираем по ГОСТу резистор МЛТ-0,25-160Ом ± 10%.

5. Коэффициент температурной нестабильности.

Коэффициент температурной нестабильности выражается

следующей формулой:

S=3,86

6. Расчёт емкостей конденсаторов.

Исходя из худшего случая возникновения отрицательной обратной связи по переменному току (по условию f_н.гр.= 30 Гц,следовательно, w_н.гр.=2×p× f_н.гр. =188,5 с^-1), найдём:

X₁ << R_K +R_Б т. е. С₁ ³ 10/(w_н.гр. × (R_K + R_Б)) » 201,6 мкФ

X₂ << R_Н т. е. С₂ ³ 10/(w_н.гр.× R_Н)» 53 мкФ

X_Э << R_Э т. е. С_Э ³ 10/(w_н.гр.× R_Э)» 506,2 мкФ

Выберем конденсатор С₁ по ГОСТу:

С₁ » 200 мкФ; К53 – 16А – 10В 200мкФ±20%

Выберем конденсатор С₂ по ГОСТу:

С₂ » 51 мкФ; К53 – 16А – 10В 51мкФ±20%

Выберем конденсатор С_э по ГОСТу:

С_Э » 510 мкФ; К50 – 16 – 10В 510мкФ(-20 ¸ +80)%

7. Расчёт АЧХ и ФЧХ.

Аналитически АЧХ описывается выражением:

Для удобства сравнения АЧХ при различных номиналах элементов усилителя её представляют в нормированном виде:

где t_b = 0,2b / f_a - постоянная транзистора,

b - коэффициент передачи по току базы в схеме с ОЭ,

f_a - предельная частота усиления в схеме с ОБ,

t_b = С₂ (R_К +R_Н).

Подставим значения:

Диаграмма АЧХ приведена в Приложении (рис.1).

ФЧХ аналитически описывается выражением:

Подставив значения, получим:

Диаграмма ФЧХ приведена в Приложении (рис.2).

Приложение

Рис.1.АЧХ

Приложение

Рис.2.ФЧХ

Заключение

Простота использования усилительных схем привела к тому, что широкое распространение нашли составные транзисторы и составные «каскады» усиления, в которых усиливающей ячейкой является не один каскад, а несколько.оьъединенных в одну схему.

Усилители, имеющие очень большое входное сопротивление, малое выходное сопротивление, очень широкую полосу пропускания частот, линейную амплитудную характеристику и большое усиление, могут иметь обширную область применения.

Такие усилители находят широкое применение и фактически используются как усилительная ячейка.Обычно схемы, состоящие из нескольких каскадов усиления, содержат также дополнительно различные температурные и другие коррекции.

В данной работе выполнен графоаналитический и электрический расчет RC – усилителя, рассчитаны АЧХ и ФЧХ. В приложении представлены их графические представления, принципиальная схема и спецификация к ней.

Список используемой литературы.

1. В.А. Скаржепа, В.И. Сенько. Электроника и микросхемотехника (сборник задач); Под ред. А.А. Краснопрошиной – К.: Высшая школа, 1989

2. В.Т. Волков. Исследование RC-усилителя на биполярных таранзисторах. Лабораторная работа по дисциплине «Аналоговая и цифровая электроника» - Рыбинск, РГАТА, 1996.

3. Резисторы: Справочник / В.В. Дубровский, Д.М. Иванов, Н.Я. Патрусевич и др.; Под общ. ред. И.И. Четверткова и В.М. Терехова. – М.: Радио и связь, 1987

4. Справочник по электрическим конденсаторам / М.Н. Дьяконов, В.И. Карабанов, В.И. Присняков и др. Под общ. ред. И.И. Четверткова и В.Ф. Смирнова. – М.: Радио и связь, 1983

5. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам / Н.Н. Горюнов, А.Ю. Клейман, Н.Н. Комков ми др.; Под общ. ред. Н.Н. горюнова. – 4-е изд., перерад. и доп. – М.: Энергия, 1978

6. Конспект лекций по курсу электроники.