Методические указания по выполнению работы

1. Электрическая схема каскада предварительного усиления имеет вид:

2. Необходимо рассчитать номиналы указанных на схеме радиоэлементов по ниже приведенной методике по следующим заданным параметрам приведенным в таблице №1 в соответствии с вариантами № 1 -№ 10.

 

 

3. Варианты заданий для расчета схемы каскада предварительного усиления

Таблица №1.

№ п/п	Ек В	fн Гц	fв Гц*103	Мн	Мв	Ki треб	Iвх сл мА	Сбэ сл*к*10-8Ф	Rвх сл Ом	Rд сл Ом
				1,1	1,1		0,5
				1,12	1,12		1,0	1,5
				1,15	1,15		1,0
				1,1	1,1		1,5	2,5
				1,12	1,12		1,5	1,5
				1,15	1,15		1,8
				1,1	1,1		1,5
				1,12	1,12			0,8
				1,15	1,15		2,5	1,2
				1,12	1,12			1,5

4. В результате расчета по нижеприведенной методике требуете; определить:

4.1 тип транзистора. Полярность Е_к выбирается в соответствие с типом проводимости выбранного транзистора

4.2 положение точки покоя на статических характеристиках и данный режима по постоянному току

4.3 сопротивления и емкости элементов принципиальной схемы каскада

4.4 коэффициент усиления по току и напряжению, реальные частотные искажения в схеме

5. Расчет, перечисленных параметров ведется в следующей последовательности:

5.1 Транзистор выбираем по предельной частоте f_h21э и по требуемому усилению по току h21э:

Выбираем транзистор из приложения 1 и записываем параметры выбранного транзистора

h_21э треб =; f_h21э ⁼; h_22э ⁼

I_К шах =; U_кэmax=

5.2 Определяем коллекторный ток в точке покоя I_ко.

, но не меньше тока I_к при котором определены справочные параметры транзистора.

5.3 Находится напряжение в точке покоя

U_{КЭ 0} = (0,4... 0,5)Е_К

5.4 На семействе статических выходных характеристик выбранного транзистора определяем положение точки покоя и ток базы в этой точке I_бо.

5.5 Переносим точку покоя на входную характеристику, снятую при |U_K3|>0 и находим напряжение U_БЭ0 в этой точке

6. Определение элементов принципиальной схемы.

6.1 Для расчета схемы эмиттерной стабилизации точки покоя задаемся падением напряжения на сопротивлении R_э/U_RЭ = (0,2... 0,3)*Е_К.

Такое соотношение является оптимальным, так при большем U_RЭ увеличиваются потери Е_к.

R_э = U_RЭ/I_Э0 где I_Э0 = I_к0 + I_Б0

Мощность, рассеивания на резисторе R_Э определим из: P_RЭ = I² _Э0*R_Э.

Значение R_Э выбирается из ряда номиналов по ГОСТ.

6.2 Определяем ток в цепи делителя смещения (цепь задания рабочей точки по постоянному току)

I_Д = (3... 10)I_бо.

6.3 Определяем сопротивление резисторов делителя:

R_д1 = (Е - U_RЭ - U_БЭ0)/(I_д + I_б0)

R_д2 = (U_RЭ + U_БЭ0)/I_д

6.4 Определяем мощность резисторов делителя:

Р_Rд1 = (I_Д +I_Б0)²R_д1; Р_Rд2 = I²д*R_д2

и выбираем соответствующие стандартные резисторы.

6.5 Определяем емкость С₃. Для того чтобы эта емкость не вносила заметных искажений на нижних частотах, выбираем ее сопротивление во много раз меньше сопротивления R_Э

С₃ = (5... 10)/πf_НR_Э

Вычисленное значение округляем до ближайшего стандартного номинала.

6.6 Определяем сопротивление резистора в коллекторной цепи R_K

R_К = (Е_к - U_RЭ - U_КЭ0)/I_К0

P_RK = I²_ko*R_k

выбираем стандартный резистор.

6.7 Определяем емкость разделительного конденсатора, исходя из заданного значения частотных искажений на нижних частотах:

, где

,

и выбираем ближайшее стандартное значение C_p

 

 

7. Проверочный расчет результирующих показателей

7.1 Определяется коэффициент усиления по току:

7.2 Определяется коэффициент усиления по напряжению:

7.3 Проверяем частотные искажения на верхних частотах:

7.4 Рассчитываются значения М и строится АЧХ каскада для: f = 0,5; fн; f_cp; 0,5fв; fв; 2fв, где lg(f_ср) = 0,5(lg(f_н) + lg(f_в))

 

8. Пример выполнения расчета:

8.1 Исходные данные

Таблица 2

Параметры, задаваемые для расчета усилителя
fн	fв	IВХСЛ	RВХСЛ	RДСЛ	EК	MН	МВ	K­i треб	СБЭСЛ
50 Гц	10 кГц	1.5 мА	720 Ом	1600 Ом	12 В	1,12	1,12		2*10-8 Ом

 

8.2 Выбор транзистора п 5.1

В соответствии с паспортными данными табл. № транзисторов выбираем транзистор КТ 301В проводимости типа _____ который удовлетворяет эти условиям и выписываем его параметры в таблицу:

fh21э	h21э	h21э	h11э	UКЭ max	Iк max	Pк max	h22э
500 кГц			1130 Ом	20 В	10 мА	150 мВт	13*10-6 Ом

8.3 Определяем коллекторный ток в точке покоя (п 5.2).

Согласно п 5.3 находим

8.4 Определяем положение точки покоя П₀ на статической выходы характеристике транзистора КТ301В и находим ток базы в'точке покоя П₀: статической входной характеристике транзистора

 

По графику слева координаты (⁰) П₀ составят 3мА и 4.8В, что соответствует току базы в точке I_б0 = 0,075 мА. И по графику справа для (⁰) П₀ U_бэ0 = 0,6В

 

8.5 Определяем падение напряжения на резисторе R_Э в цепи температурной стабилизации.

По шкале ГОСТ выбираем стандартный резистор типа МЛТ - 0,125 с сопротивлением 820 Ом

8.6 Определяем ток делителя в цепи смещения

8.7 Определяем сопротивление резисторов R_д2 и R­_д1

Выбираем стандартные значения по ГОСТ

8.8 Определяем емкость C_Э, шунтирующую R_Э

По ГОСТ выбираем конденсатор К50 - 6 - 50 мкФ - 6,3В

8.9 Определяем сопротивление резистора в цепи коллектора

Мощность, выделяемая на резисторе:

Выбираем по ГОСТ резистор МЛТ - 0,25 - 1600 Ом

8.10 Определяем емкость разделительного конденсатора C_p1

На основании расчета выбираем по ГОСТ конденсатор C_p типа К50 - 16 емкость 5мкФ и напряжением 16В

8.11 Определяем коэффициент усиления каскада по току:

8.12 Определяем коэффициент усиления каскада по напряжению:

8.13 По формулам M_Н и М_В рассчитываем М_f­ и результаты сводим в таблицу

f, Гц
Мf	1,16	1,04	1,01	1,028	1,11	1,38

Значения f выбираются для начала, середины и конца полосы пропускания.

8.14 Определяем предельно-допустимую мощность выделяемую на транзисторе:

 

Приложение 1