2022-01-07
102
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
(ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Факультет «Транспортные системы»
Курсовая работа
По дисциплине «Электронные устройства мехатронных и робототехнических систем»
«РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ»
КР.400200.15.03.06.ПЗ
Выполнил: Проверил:
студент гр.МР.1-19-1 ст. преподаватель
Шиверских Д.А. Агафонов В.М.
__________________ _____________________
«__» ________ 20__г «__» ________ 20__г
|
|
|
Иркутск 2021 г.
Задание на проектирование:
Выполнить расчет усилителя предварительного усиления в соответствии с заданным вариантом. Расчет выполнить для номинальной температуры 20°С.
После выполнения основного расчета определить параметры усилителя при минимальной и максимальной температурах. При выборе параметров транзистора учитывать их зависимость от тока коллектора
Таблица 1 – Исходные данные
| Вар-т | EC, мВ | RC, Ом | Ku | RH, Ом | FH, кГц | FB, кГц | S | Tmin, °C | Tmax, °C |
| 5.5 |
1 Расчет первого каскада усилителя.
Допустимая рассеиваемая на коллекторе мощность выбирается из условия:
Допустимый ток коллектора:
Допустимое напряжение между коллектором и эмиттером:
Статический коэффициент усиления по току выбирается в пределах:
Частотные параметры транзистора выбираются в соответствии с заданным значением верхней граничной частоты fВ и коэффициента частотных искажений МВ (обычно МВ = 0,7). В этом случае параметр транзистора:
fβ > (1,5÷2)fВ = 2*50 = 100(кГц)
Если в справочнике приведено значение граничной частоты транзистора fгр, то выбирается транзистор, у которого fгр >10fВ = 500 кГц. Не следует выбирать транзисторы со слишком большим запасом по частоте, так как при этом возрастает уровень шумов на выходе усилителя, усложняется его монтаж.
Выбираем транзистор КТ203Б с параметрами:
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
|
| 
|
| В | мА | мВт | мкА | МГц | пФ | Ом | мкСм | ||
| 0,12 |
1.1 Расчет режима транзистора по постоянному току.
|
|
|
Выбор тока коллектора в рабочей точке. Для каскадов предварительного усилителя принимают:
где: Iнm – амплитуда тока нагрузки в мА;
UН – максимальное действующее значение напряжения нагрузки в В;
RН – сопротивление нагрузки в кОм.
Принимаем ток Iк0 = 1 (мА).
Ток базы в рабочей точке:
Полученное значение тока базы должно превышать амплитуду входного тока в 1,2 ÷1,5 раза.
где Rвх – входное сопротивление усилителя, можно принять
Напряжение между коллектором и эмиттером в рабочей точке:
Принимаем 
1.2 Расчет параметров, обеспечивающих режим работы транзистора по постоянному току.
Рисунок 1 – Схема усилителя
Для схемы на рисунке 1 выбирают:
Определяем сопротивления резистора 
Принимаем сопротивление резистора 
Определяем напряжение источника питания усилителя.
Принимаем падение напряжения на резисторе 
в рабочей точке равным напряжению 
С учетом падения напряжения на резисторе 
:
Принимаем 
Корректируем значение
Определяем сопротивление в цепи коллектора:
Выбираем сопротивление резистора 
Определяем напряжение базы относительно общей шины.
где Uбэ0 – напряжение между базой и эмиттером в рабочей точке, обычно для кремниевых транзисторов принимают 0,6…0,7В.
1.3 Расчет делителя в цепи базы.
Напряжение холостого хода делителя:
Величины сопротивлений вычисляются по известным выражениям:
Выбираем 
Выбираем 
Величина тока делителя должна удовлетворять условию:
После расчета параметров, обеспечивающих режим транзистора по постоянному току, необходимо проверить полученное значение коэффициента усиления.
Так как значение коэффициента усиления значительно меньше заданного, применим эмиттерный повторитель на выходе.
