МИНИСТЕРСТВООБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИМОСКОВСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ ТЕХН. УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРАЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ Курсовая работа по дисциплине Электроника Выполнил студент группы С-45 Зорин С.В.
Преподаватель Медведев В.В. Москва 1998 Оглавление 1. Рабочеезадание2. Выполнениеработы2.1 Общиеположения2.2 Расчетстатического режима усилителя2.3 Расчетпо переменному току3. Схемаусилителя 1. Рабочее задание Рассчитать импульсный усилитель, используя следующие данные 2. Выполнение задания2.1 Общие положения Рассчитаем общий коэффициент усиления
Необходимое усиление можно получить, используя 2усилительных каскада. Коэффициент усиления первого каскада ориентировочновозьмем равным 20, коэффициент усиления второго каскада равным 10. Усилительные каскады будем строить на транзисторе КТ315Б. Необходимые параметры транзистора Обратный ток коллектора при Uкб 10 В не более 1 мкАСтатический коэффициент усиления тока базы при
Uк 10 В, Iэ 1 мА 50-350Предельно допустимое напряжение Uкэ при Rбэ 10 кОм 15 В Входныехарактеристики Выходныехарактеристики Зависимость стат. коэфф. усиления тока базы от температуры Учитывая, что для согласования с нагрузочным сопротивлениемнеобходимо после усилительного каскадов поставить эмиттерный повторитель,начертим схему усилителя 2.2
Расчет статического режима усилителя Рассчитываем первый усилительный каскад.Выбираем рабочую точку для первого усилительного каскада. Еехарактеристики По графикам, по рабочей точке и по характеристикамтранзистора находим необходимые для расчетов параметры Определим возьмем равным 100 ОмРассчитаем входное сопротивление Такое входное сопротивление не можетобеспечить удовлетворительного согласования с генератором. Поэтому дляувеличения входного сопротивления добавим в эмиттерную цепь не зашунтированноесопротивление . Подберем такое значение , чтобы обеспечить входное сопротивление порядка 7 кОм. Зададим такое, чтобы . Пусть . Реальное входное сопротивление,определяемое через параллельное соединение и , будет равно Выбрав , определим из условия Определим из формулы для коэффициента усиления,полагая его равным 20 где – входное сопротивление следующего каскада.
Возьмем его равным 10 кОм Чтобы обеспечить соотношение , возьмем . Рассчитаем нестабильностькаскада что является неудовлетворительнымпоказателем. Чтобы уменьшить нестабильность, требуется максимально увеличитьзначение . Увеличим значение зашунтированногосопротивления до 450 Ом, одновременноснизив значение до 18 кОм. Длятакого значения реальное входноесопротивление каскада
будет равно Нестабильность в этом случае будетравна Рассчитаем коэффициент усиления данного каскада Предварительный расчет первого каскада закончен. Переходим к расчету второго усилительного каскада.Определяем коэффициент усиления второго каскада как Рабочую точку возьмем со следующими характеристиками откуда
Зададим входное сопротивление, равное 10 кОм, откуда Сопротивление базового делителя возьмем равным 30 кОм. Реальное входноесопротивление каскада в этом случаеОпределяем Из коэффициента усиления каскада находим , взяв нагрузку равной 20 кОм учитывая, что последнимкаскадом будет эмиттерный повторитель Задаем ,рассчитываем нестабильность
Мы видим, что удовлетворительное значение нестабильноститрудно получить путем изменения значений сопротивлений. Следовательно,необходимо изменить соотношение между коэффициентами усиления двухкаскадов. Зададимся коэффициентомусиления второго каскада и значением . Из формулы длякоэффициента усиления найдем необходимое для обеспечения этих условийзначение Пусть , тогда Положим теперь , тогда нестабильность каскада будет равна Теперь возвращаемся к первому каскаду. Его коэффициентусиления теперь должен составлять Чтобы наши изменения не повлияли на расчет второго каскада,для уменьшения коэффициента усиления увеличим реальное входное сопротивлениепервого каскада Увеличим также сопротивление базового делителя до 20 кОм ипосчитаем Нестабильность будет равна Закончив предварительный расчет усилительных каскадов,перейдем к расчетуэмиттерного повторителя на выходе усилителя.
Зададим рабочуюточку со следующими характеристиками откуда Входное сопротивление эмиттерного повторителя должносоответствовать условию .Возьмем . должно соответствовать условию но для такого значения и входного сопротивления будет не соответствоватьуказанному условию. Поэтому зададим , откуда найдем значение Так как нам необходимо одновременно обеспечитьудовлетворительное значение нестабильности и условие , возьмем , тогда нестабильность будетравна
Подсчитаем коэффициент усиления по напряжению дляэмиттерного повторителя Скорректируем коэффициент усиления второго каскада с учетомэтого значения и значения реального входного сопротивления эмиттерногоповторителя, равного Так как общее усиление должно составлять теперь , второйусилительный каскад должен обеспечить усиление . Рассчитаемнеобходимое для этого значение реального входного сопротивления второгокаскада и также корректируем первый каскад, оставляя прежнимикоэффициент усиления и ирассчитывая
необходимое при этих условиях Закончив все корректировки, рассчитаем базовые делители инеобходимое питание для каскадов а первый усилительный каскад б второй усилительный каскад в эмиттерный повторитель Так как необходимое питание для всех каскадов примерноодинаково и равно 12В, подключим все каскады к единому источнику питания 12В. 2.3 Расчет по переменному току По заданным и вычислим Число C-цепочек в схеме равно 6, поэтомуполагая все постоянные времени равными, запишем Рассчитаем разделительные конденсаторы Так как наличие конденсатора такой величины в схеменежелательно, полагаем Подсчитаем Рассчитаем оставшиеся конденсаторы Полагаем по указанным причинам , подсчитываем аналогично Рассчитаем получившиеся значения и Скорректируем вершину импульса, добавляя в коллекторную цепьвторого усилительного каскада фильтр . Рассчитаем его параметры
Проверим, выполняется ли условие необходимой длительностифронта выходного импульса. Определим длительность фронта Полученное значение превышает требуемое, поэтому проведемкоррекцию фронта, добавляя в коллекторную цепь индуктивность . Найдем значение Расчет усилителя закончен. 3. Схема усилителя