Реферат: Расчет импульсного усилителя
МИНИСТЕРСТВООБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ (ТЕХН. УНИВЕРСИТЕТ)
КАФЕДРАЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ
Курсовая работа
по дисциплине “Электроника”
Выполнил студентгруппы С-45 ЗоринС.В.
Преподаватель Медведев В.В.
Москва 1998
Оглавление
1. Рабочее задание
2. Выполнение работы
2.1 Общие положения
2.2 Расчет статического режимаусилителя
2.3 Расчет по переменному току
3. Схема усилителя
1. Рабочее задание
Рассчитать импульсный усилитель, используяследующие данные:
2. Выполнение задания
2.1 Общие положения
Рассчитаем общий коэффициент усиления:
Необходимое усиление можно получить,используя 2 усилительных каскада. Коэффициент усиления первого каскадаориентировочно возьмем равным 20, коэффициент усиления второго каскада равным10.
Усилительные каскады будем строить натранзисторе КТ315Б.
Необходимые параметры транзистора:
Обратный ток коллектора при Uкб=10 В неболее 1 мкА
Статический коэффициент усиления тока базыпри Uк=10 В, Iэ=1 мА 50-350
Предельно допустимое напряжение Uкэ при Rбэ=10кОм 15 В
Входныехарактеристики Выходные характеристики
Зависимость стат. коэфф. усиления тока базыот температуры
Учитывая, что для согласования с нагрузочнымсопротивлением необходимо после усилительного каскадов поставить эмиттерныйповторитель, начертим схему усилителя:
2.2 Расчет статического режима усилителя
Рассчитываем первый усилительный каскад.
Выбираем рабочую точку для первогоусилительного каскада. Ее характеристики:
По графикам, по рабочей точке и похарактеристикам транзистора находим необходимые для расчетов параметры:
Определим
возьмемравным 100 Ом
Рассчитаем входноесопротивление:
Такое входноесопротивление не может обеспечить удовлетворительного согласования сгенератором. Поэтому для увеличения входного сопротивления добавим в эмиттернуюцепь не зашунтированное сопротивление . Подберем такое значение , чтобы обеспечитьвходное сопротивление порядка 7 кОм.
Зададим такое,чтобы . Пусть . Реальное входноесопротивление, определяемое через параллельное соединение и ,будет равно
Выбрав ,определим из условия
Определим изформулы для коэффициента усиления, полагая его равным 20:
где — входноесопротивление следующего каскада. Возьмем его равным 10 кОм
Чтобы обеспечитьсоотношение , возьмем . Рассчитаем нестабильностькаскада:
что являетсянеудовлетворительным показателем. Чтобы уменьшить нестабильность, требуетсямаксимально увеличить значение . Увеличим значение зашунтированногосопротивления до 450 Ом, одновременно снизив значение до 18кОм. Для такого значения реальное входное сопротивление каскада будетравно
Нестабильность в этомслучае будет равна
Рассчитаем коэффициент усиления данногокаскада:
Предварительный расчет первого каскадазакончен.
Переходим к расчету второго усилительногокаскада. Определяем коэффициент усиления второго каскадакак
Рабочую точку возьмем со следующимихарактеристиками:
откуда
Зададим входное сопротивление, равное 10 кОм,откуда
Сопротивление базового делителя возьмемравным 30 кОм. Реальное входное сопротивление каскада в этом случае
Определяем :
Из коэффициента усиления каскада находим , взяв нагрузку равной20 кОм (учитывая, что последним каскадом будет эмиттерный повторитель):
Задаем , рассчитываемнестабильность:
Мы видим, что удовлетворительное значениенестабильности трудно получить путем изменения значений сопротивлений.Следовательно, необходимо изменить соотношение между коэффициентами усилениядвух каскадов. Зададимся коэффициентом усиления второго каскада изначением . Из формулы для коэффициента усиления найдемнеобходимое для обеспечения этих условий значение :
Пусть ,тогда
Положим теперь , тогданестабильность каскада будет равна
Теперь возвращаемся к первому каскаду. Егокоэффициент усиления теперь должен составлять
Чтобы наши изменения не повлияли на расчетвторого каскада, для уменьшения коэффициента усиления увеличим реальное входноесопротивление первого каскада:
Увеличим также сопротивление базовогоделителя до 20 кОм и посчитаем :
Нестабильность будет равна
Закончив предварительный расчет усилительныхкаскадов, перейдем к расчету
эмиттерного повторителя на выходе усилителя.Зададим рабочую точку со следующими характеристиками:
откуда
Входное сопротивление эмиттерного повторителядолжно соответствовать условию . Возьмем . должно соответствовать условию
но для такого значения и входногосопротивления будет не соответствовать указанному условию.Поэтому зададим , откуда найдем значение :
Так как нам необходимо одновременнообеспечить удовлетворительное значение нестабильности и условие , возьмем , тогда нестабильность будет равна:
Подсчитаем коэффициент усиления по напряжениюдля эмиттерного повторителя:
Скорректируем коэффициент усиления второгокаскада с учетом этого значения и значения реального входного сопротивленияэмиттерного повторителя, равного
Так как общее усиление должно составлятьтеперь , второй усилительный каскад долженобеспечить усиление . Рассчитаем необходимоедля этого значение реального входного сопротивления второго каскада:
и также корректируем первый каскад, оставляяпрежними коэффициент усиления и и рассчитывая необходимое при этихусловиях :
Закончив все корректировки, рассчитаембазовые делители и необходимое питание для каскадов:
а) первый усилительный каскад
б) второй усилительный каскад
в) эмиттерный повторитель
Так как необходимое питание для всех каскадовпримерно одинаково и равно 12В, подключим все каскады к единому источникупитания 12В.
2.3 Расчет по переменному току
По заданным и вычислим :
Число C-цепочек в схеме равно6, поэтому полагая все постоянные времени равными, запишем
Рассчитаем разделительные конденсаторы :
Так как наличие конденсатора такой величины всхеме нежелательно, полагаем
Подсчитаем :
Рассчитаем оставшиеся конденсаторы:
Полагаем по указаннымпричинам , подсчитываем :
аналогично
Рассчитаем получившиеся значения и :
Скорректируем вершину импульса, добавляя вколлекторную цепь второго усилительного каскада фильтр .Рассчитаем его параметры:
Проверим, выполняется ли условие необходимойдлительности фронта выходного импульса. Определим длительность фронта :
Полученное значение превышает требуемое,поэтому проведем коррекцию фронта, добавляя в коллекторную цепьиндуктивность . Найдем значение :
Расчет усилителя закончен.
3. Схема усилителя