Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

pencil
Узнай стоимость на индивидуальную работу!
icon Цены в 2-3 раза ниже
icon Мы работаем
7 дней в неделю
icon Только проверенные эксперты

Многокаскадный усилитель переменного тока с обратной связью

Тип Реферат
Предмет Коммуникации и связь
Просмотров
423
Скачиваний
493
Размер файла
507 б
Поделиться

Многокаскадный усилитель переменного тока с обратной связью

Введение

Электронные приборы – устройства принцип действия которых основан на использовании явлений связанных с движущимися потоками заряженных частиц. В зависимости от того как происходит управление, электронные приборы делят на вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые. В настоящее время трудно назвать такую отрасль, в которой в той или иной степени не применялась бы электроника. Космические и авиационные летательный аппараты, техника, все виды транспорта, медицина, атомная физика, машиностроение используют электронику во все нарастающих масштабах. Достижения электроники используют все телевизионные передатчики и приемники, аппараты для приема радиовещания, телеграфная аппаратура и квазиэлектронные АТС, аппаратура для междугородней связи.

Одним из наиболее важных применений электронных приборов является усиление электрических сигналов, т.е. увеличение их мощности, амплитуды тока или напряжения до заданной величины. В настоящее время усилительные устройства развиваются во многих направлениях, расширяется диапазон усиливаемых частот, выходная мощность. В развитии усилительных устройств широкие перспективы открывает применение интегральных микросхем.

В данной курсовой работе проводится проектирование многокаскадного усилителя переменного тока с обратной связью. При проектировании рассчитываются статические и динамические параметры усилителя, а затем проводится его моделирование на ЭВМ с использованием программного продукта MicroCapIII. При моделировании усилителя производится корректировка его параметров.

1. Исходные данные

Вариант №20–30
Тип проводимостиUвхmмВRг, ОмPн, ВтIн,мAtomax, oC∆fMОСн(ω)MОСв(ω)
fн, Гцfв, КГц
p-n-p p-канал200200.227+ 6565650.760.76

2. Расчетная часть

2.1 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:

. (1).

Определим число каскадов усилителя.

Пусть число каскадов равно 1 (n = 1):

, ,

где Mос(w) – коэффициент частоты каскадов.

Из этой формулы составим квадратное уравнение, и решим его относительно Kb., тогда получим корни , выбираем отрицательный корень , и подставляем в уравнение (1),

, т.е. одного каскада будет не достаточно.

Пусть число каскадов усилителя равно 2 (n = 2):

,

Из этой формулы составим квадратное уравнение, и решим его относительно Kb

тогда из полученных корней выбираем отрицательный , и подставляем в уравнении (1), т.е. двух каскадов тоже будет не достаточно.

Пусть число каскадов усилителя равно 3 (n = 3):

,

Из этой формулы составим квадратное уравнение, и решим его относительно Kb

тогда из полученных корней выбираем отрицательный , и подставляем в уравнение (1), т.е. усилитель может быть реализован на трех каскадах.

2.2 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 IкА и напряжения UкэA в схеме рис. 1, в первоначальном предположении Rэ= 0. т.е. при заземленном эмиттере.

Точку покоя выберем исходя из заданных значений амплитуды напряжения на коллекторе UНМ и тока коллектора IНМ, которые по заданным значениям UН и IН определяются как UНМ=UН = 44.4 [В] и IНМ=IН.= = 0.0098 [А].

Определим вид транзистора:

PК= UНМIНМ =0.43 [Вт], транзистор средней мощности.

Определим напряжение UКЭАиз выражения:

=46.4 [В], (для транзисторов средней мощности UЗАП = (2¸2.5) [В])

Рис. 1. Схема усилительного каскада

где KЗ–коэффициент запаса равный (0.7¸0.95)

ЕП=2UКЭА=92.88 [B]

Сопротивление RKнаходим как:

Сопротивление RЭ вычисляется:

Считаем, что на вход подается какой-либо переменный сигнал, тогда для переменного сигнала параллельно включается . Для переменного сигнала будет идти по какой-либо другой динамической линии нагрузки. Она будет обязательно проходить через А.

Поэтому строим динамическую линию нагрузки.

Через точку А проводим линию динамической нагрузки, под углом .

; ;

гдеKM=1000 масштабный коэффициент.

Выбирая значенияEП из стандартного ряда, тем самым изменяя положениединамической линии нагрузки, проверяем условие. В нашем случае условие выполнилось при EП=100 [B].

Расчет элементов фиксации рабочей точки

Фиксация рабочей точки A каскада на биполярном транзисторе (рис. 1) осуществляется резистивным делителем R1, R2. Выберем такой транзистор, у которого и . В нашем случае таким транзистором может быть транзистор КТ814Г.

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 h11Э:


Рассчитаем величину по следующему эмпирическому соотношению: , где - тепловой ток коллекторного перехода, заданный в справочнике при температуре t0;А = 2,5 для кремниевых транзисторов. вычислим как , выберем . Рекомендуемое значение Nвычисленное как

;

Вычислим R1, R2:

где

Корректность расчета оценим вычислением тока Iдел, причем необходимо соблюдение неравенства . Вычислим Iдел по формуле:

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 C1,


C2,C3 рассчитаем по следующим формулам:

;

;

;

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 IкА и напряжения UкэA в первоначальном предположении Rэ= 0. т.е. при заземленном эмиттере.

Точку покоя выберем исходя из заданных значений амплитуды напряжения на коллекторе UНМ и тока коллектора IНМ, которые по заданным значениям UН и IН определяются как UНМ=UН = 1.05 [В] и IНМ=IН.== 0.0008 [А].

Определим вид транзистора:

PК= UНМIНМ =0.84 [мВт], значит транзистор малой мощности

Определим напряжение UКЭАиз выражения:

=3.55 [В], (для транзисторов малой мощности UЗАП = (1¸2.5) [В])

где KЗ–коэффициент запаса равный (0.7¸0.95)

ЕП=2UКЭА=7,1 [B]

Сопротивление RKнаходим как:

Сопротивление RЭ вычисляется:

Считаем, что на вход подается какой-либо переменный сигнал, тогда для переменного сигнала параллельно включается . Для переменного сигнала будет идти по какой-либо другой динамической линии нагрузки. Она будет обязательно проходить через А. Поэтому строим динамическую линию нагрузки.

Через точку А проводим линию динамической нагрузки, под углом .

; ;

гдеKM=1000 масштабный коэффициент

Выбирая значенияEП из стандартного ряда, тем самым изменяя положениединамической линии нагрузки, проверяем условие. В нашем случае условие выполнилось при EП=10 [B].

Расчет элементов фиксации рабочей точки

Фиксация рабочей точки A каскада на биполярном транзисторе (рис. 1) осуществляется резистивным делителем R1, R2. Выберем такой транзистор, у которого и . В данном случае таким транзистором может быть транзистор КТ209A.

Из положения рабочей точки и выходных характеристик транзистора, рассчитаем величину дифференциального коэффициента передачи тока базы b:

где DIК,DIБ – окрестность рабочей точки А

Найдем ток IБА:


По входным характеристикам транзистора определим величину UБЭА =0,71 [B]

Так же из входной характеристики находим входное дифференциальное сопротивление транзистора h11Э:

Рассчитаем величину по следующему эмпирическому соотношению: , где - тепловой ток коллекторного перехода, заданный в справочнике при температуре t0;А = 2,5 для кремниевых транзисторов. вычислим как , выберем .

Рекомендуемое значение Nвычисленное как

;

Вычислим R1, R2:

где

Корректность расчета оценим вычислением тока Iдел, причем необходимо соблюдение неравенства . Вычислим Iдел по формуле:


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 C1,


C2,C3 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 IкА и напряжения UкэAв первоначальном предположении Rэ= 0. т.е. при заземленном эмиттере.

Точку покоя выберем исходя из заданных значений амплитуды напряжения на коллекторе UНМ и тока коллектора IНМ, которые по заданным значениям UН и IН определяются как UНМ=UН = 0.11 [В] и IНМ=IН.= 0.00012 [А].

Определим вид транзистора:

PК= UНМIНМ =0.013 [мВт], транзистор малой мощности

Определим напряжение UКЭАиз выражения:

=2.61 [В], (для транзисторов малой мощности UЗАП = (1¸2.5) [В])

где KЗ–коэффициент запаса равный (0.7¸0.95)

ЕП=2UКЭА=5.22 [B]

Сопротивление RKнаходим как:

Сопротивление RЭ вычисляется:

Считаем, что на вход подается какой-либо переменный сигнал, тогда для переменного сигнала параллельно включается . Для переменного сигнала будет идти по какой-либо другой динамической линии нагрузки. Она будет обязательно проходить через А. Поэтому строим динамическую линию нагрузки.

Через точку А проводим линию динамической нагрузки, под углом .

; ;

гдеKM=10000 масштабный коэффициент

Выбирая значенияEП из стандартного ряда, тем самым изменяя положениединамической линии нагрузки, проверяем условие. В нашем случае условие выполнилось при EП=6.3 [B].

Расчет элементов фиксации рабочей точки

Фиксация рабочей точки A каскада на биполярном транзисторе (рис. 1) осуществляется резистивным делителем R1, R2. Выберем такой транзистор, у которого и . В данном случае таким транзистором может быть транзистор КТ209A.

Из положения рабочей точки и выходных характеристик транзистора, рассчитаем величину дифференциального коэффициента передачи тока базы b:

где DIК,DIБ – окрестность рабочей точки А

Найдем ток IБА:


По входным характеристикам транзистора определим величину UБЭА =0,55 [B]

Так же из входной характеристики находим входное дифференциальное сопротивление транзистора h11Э:

Рассчитаем величину по следующему эмпирическому соотношению: , где - тепловой ток коллекторного перехода, заданный в справочнике при температуре t0;А = 2,5 для кремниевых транзисторов. вычислим как , выберем .

Рекомендуемое значение Nвычисленное как ;

Вычислим R1, R2:

где

Корректность расчета оценим вычислением тока Iдел, причем необходимо соблюдение неравенства . Вычислим Iдел по формуле:

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 C1,


C2,C3 рассчитаем по следующим формулам:

;

;

;

Расчет коэффициента усиления напряжения каскада


2.5 Расчет элементов цепи ООС

По вычисленным в п. 2.1. значениям и рассчитаем величину

.

Найдем величину сопротивления обратной связи из следующего соотношения:

;

;

RОС = 77160 [Ом].

2.6 Расчет коэффициента усиления напряжения усилителя

Рассчитываемый коэффициент усиления всего усилителя равен произведению коэффициентов. усиления всех трех каскадов:

Что превышает необходимое 222.

3. 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.

3.1 Корректировка схемы и определение ее параметров

Для получения результатов, определяемых исходными данными, произведем корректировку значений сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов усилителя. Полученные после корректировки значения приведены в спецификации (см. Приложения).

По графикам АЧХ и ФЧХ, полученным в результате моделирования определим значения K.

Реально достигнутый коэффициент K найдем из графика переходной характеристики:

а) для усилителя без обратной связи

K=307.6

б) для усилителя с обратной связью

K=300

Заключение

В результате выполнения данной курсовой работы были изучены методы проектирования и разработки электронных устройств в соответствии с данными технического задания. Был произведён расчёт статических и динамических параметров электронных устройств. А также было изучено практическое применение ЭВМ для схемотехнического проектирования электронных устройств. Для моделирования был использован пакет схемотехнического моделирования Micro-Cap 3. В ходе курсового проектирования было проведено моделирование усилителя в частотной и временной областях.


Библиографический список

1. Баскакова И.В., Перепёлкин А.И. Усилительные устройства: Методические указания к курсовой работе. - Рязань, РГРТА, 1997.36 с.

2. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник. К.М. Брежнева, Е.И. Гантман, Т.И Давыдова и др. Под ред. Б.Л. Перельмана. - М.: Радио и связь, 1982.656 с.

3. Транзисторы. Справочник. Издание 3-е. Под редакцией И.Ф. Николаевского. - М.: Связь, 1969.624 с.

4. Анализ электронных схем. Методические указания к лабораторным и практическим занятиям. Баскакова И.В., Перепёлкин А.И.Р.: 2000,32 с.


Приложения

Моделирование выходного каскада

Kuреальный ≈25


Моделирование промежуточного каскада

Kuреальный ≈7.6


Моделирование входного каскада

Kuреальный ≈2.5


Моделирование усилителя без ООС

Kuреальный ≈307.6


Моделирование усилителя с ООС

Kuреальный ≈300


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Экономика
Маркетинг
Информатика
icon
113201
рейтинг
icon
2761
работ сдано
icon
1251
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
107621
рейтинг
icon
5380
работ сдано
icon
2414
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
75673
рейтинг
icon
1881
работ сдано
icon
1192
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
49 106 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
Нвгу
Отличный реферат! Тема раскрыта, оформление на уровне. Обязательно, обращусь ещё к данному...
star star star star star
ЮУрГУ
Спасибо большое, Ваша работа оценена на отлично. Приятно было с Вами работать.
star star star star star
Московский Университет имени С.Ю. Витте
Спасибо исполнителю за работу, как всегда выполнена досрочно, без замечаний, из 100 баллов...
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

решить 5 задач

Решение задач, Эконометрика

Срок сдачи к 8 февр.

2 минуты назад

применение абис при каталогизации фондов библиотек и ибц в системе...

Презентация, Организация деятельности библиотекаря в профессиональном образовании

Срок сдачи к 17 февр.

3 минуты назад
5 минут назад

50 тестов

Тест дистанционно, Все предметы

Срок сдачи к 28 февр.

7 минут назад

сталь 30

Решение задач, материаловедение

Срок сдачи к 6 февр.

7 минут назад

Решить 1 задачу

Решение задач, Основы теории колнбаний и волн

Срок сдачи к 13 февр.

7 минут назад

Рекламный бюджет на основе данных о конкурентах

Другое, Экономика

Срок сдачи к 15 февр.

8 минут назад
9 минут назад

Сделать 2 задания

Контрольная, Высшая математика

Срок сдачи к 6 февр.

11 минут назад

Основные направления банковского обслуживания граждан

Курсовая, Банковское дело

Срок сдачи к 7 февр.

11 минут назад

Экономика предприятия

Контрольная, Экономика

Срок сдачи к 17 февр.

11 минут назад

Нужно решить задачи и показать пример их решения

Шпаргалка, начертательная геометрия и инженерная графика

Срок сдачи к 6 февр.

11 минут назад

Тема статьи цифровизация образования

Статья, Педагогика

Срок сдачи к 10 февр.

11 минут назад

3 задачи ТОЭ

Контрольная, теоретические основы электротехники

Срок сдачи к 17 февр.

11 минут назад

Выполнить лабораторную

Лабораторная, Выполнить Лабораторную

Срок сдачи к 10 февр.

11 минут назад

Исходные данные решение задачи

Решение задач, безопасность жизнедеятельности

Срок сдачи к 6 февр.

11 минут назад

Лабораторная работа по шаблону отчета по балке и методички +...

Лабораторная, Информационные технологии

Срок сдачи к 28 февр.

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход или
регистрация
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно