Задачи экзамена по дисциплине Элементы электронных электрических аппаратов

Рассчитать по (1.7а) предельное рабочее напряжение и по (1.7б) ориентировочное пробивное напряжение, шумовое напряжение по (1.9), токовый шум по (1.10), общий уровень шума D и коэффициент напряжения по (1.11) (стр. 16‒19) и изменение сопротивления D R от температуры по (1.8) резистора:

типа С5-43, имеющего Р _ном = 25 Вт, R _ном = 1 Ом ±10 %, длину l = 4,1 см, давление 730‒760 мм рт. ст. рабочий диапазон частот 0,05‒5 кГц, коэффициент k_i = 5 мкВ/В, ТКС +500∙10^{‒6 о}С^‒1, диапазон температуры эксплуатации 0‒45 ^оС.

Подобрать силовой резистор (и их количество) по номинальной мощности рассеяния с пересчетом по коэффициенту k _закр (стр. 67), используя мнемоническую таблицу рис. 1.21 (стр. 73), оценить допустимую амплитуду импульсного напряжения (стр. 35-36), если заданы следующие условия:

импульсная мощность в пике, выделяемая на блоке из резисторов, согласно расчету при перегрузке составляет 6 кВт (520 %), температура окружающего воздуха около электродвигателя составляет 125 ^оС, резисторы смонтированы в открытом исполнении с расстоянием между ними внутри кожуха на плате 5,5 см, принудительного обдува резисторов нет, коэффициент загрузки в нормальном установившемся режиме составляет 0,65, предполагаемая высота над уровнем моря 3500 м, допустимая температура нагрева резистора не выше 200 ^оС.

Определить амплитуду переменного напряжения по (5.13) (стр. 192) и напряжение пульсации по (5.14), оценку резонансной частоты по (5.25) (стр. 202) и активную мощность потерь в конденсаторе по (5.29 б) (стр. 206) для конденсатора:

типа К50-35 емкостью 22 мкФ, имеющего тангенс угла потерь tg δ = 0,15, паразитную индуктивность выводов 1,5 мкГн, и работающего в цепи синусоидального тока частотой 50 Гц при напряжении 48 В.

По расчетным данным выпрямительного устройства относительно емкости сглаживающего конденсатора выбрать тип конденсатора (с учетом тангенс угла потерь tg δ) и количество конденсаторов в зависимости от реактивной и активной мощностей по (5.29 а и 5.29 б) (стр. 206), если получено:

необходимая емкость не менее 300 мкФ при выпрямленном синусоидальном напряжении 48 В частотой 400 Гц, а активные потери на один конденсатор (с учетом температурных режимов) не должны превышать 2,0 Вт.

Пример расчета срока службы АЭК согласно примера на стр. 229. Задано:

мощность 1200 Вт, КПД 0,93, напряжение сети 220 В ±10 %, частота 50 Гц, максимальная температура 75 ^оС, предполагаемый срок службы 5 тысяч ч.

Пример расчета срока службы АЭК согласно примера на стр. 242. Задано:

мощность 1200 Вт, напряжение сети 220 В ±10 %, частота 50 Гц, нагрузка 25 Ом, общая емкость АЭК 2040 мкФ (680×3), временные параметры те же.

1. На входе ОУ, включённого по схеме по рис. действует входное напряжение U _вх = 0,02 мВ. Напряжение U _см0 не учитывается. Коэффициент усиления ОУ А = 55000, выходное сопротивление R _вых = 50 Ом. Напряжения питания схемы U _п+ = 12 В, U _п‒ = ‒12 В. Определить U _вых ОУ, полагая, что на его выходе включена нагрузка R _н = 1 кОм.

2. Каким будет U _вых ОУ, если учитывать U _см0 = 0,25 мВ?

1. На неинвертирующий вход ОУ с коэффициентом усиления А = 50000, подано напряжение U ₁ = 5 В, а на инвертирующий U ₂ = 5,0012 В. Усилитель питается от источника питания с напряжениями U _п+ = 15 В, U _п‒ = ‒15 В. Определить U _вых схемы, если ОУ имеет ООСС = ‒65 дБ.

2. На входе ОУ, включённого по схеме инвертирующего усилителя нет входного сигнала (U _вх = 0). Коэффициент усиления ОУ А = 100000, коэффициент ослабления колебаний напряжения питания ООВП = ‒75 дБ. Каким будет U _вых ОУ, если одно из напряжений питания схемы изменяется от значения U _п+ =15 В до U _п+ =12 В, а U _п‒ = 15 В остаётся неизменным?

1. Выбрать точные номиналы сопротивлений R ₁ и R _ОС неинвертирующего усилителя по ряду Е192, построенного на ОУ типа К140УД7 (см. табл. 1.1). Коэффициент передачи усилителя k _НУ = 3; в цепи инвертирующего входа ОУ установлен резистор с сопротивлением R ₁ = 10 кОм.

2. Определить входное сопротивление схемы, имеющей R ₁ и R _ОС по п. 1.

3. Определить выходное сопротивление схемы при тех же резисторах.

4. Параметры ОУ: А =50000, R _вых = 200 Ом, I _вх.ср = 100 нА; R ₁ и R _ОС по п. 1. На входе усилителя действует напряжение U _вх = 0,75 В. Определить U _вых и сопротивление в режиме холостого хода (включена только цепь ОС) и в режиме, когда на выходе усилителя включена R _н = 1 кОм.

1. Определить U _вых инвертирующего усилителя, построенного на ОУ типа К140УД7 (см. табл. 1.1) по схеме рис., если на его вход подано напряжение U _вх = 1,2 В. Сопротивление цепи обратной связи R _ОС =75 кОм, сопротивление в цепи инвертирующего входа R ₁= 36 кОм.

2. Определить выходное сопротивление усилителя при А =50000; R ₁ и R _ОС по п. 1; R _вых = 200 Ом.

3. Определить возможную ошибку по усилению и сопротивления всех резисторов компенсирующего регулируемого моста, включенного по неинвертирующему входу. Показать полученную схему (т.е. исходную сх. по заданию дополнить этим мостом).

Все резисторы брать по ряду Е96 или Е192, указать с какой точностью рекомендуется взять рассчитанные резисторы.

1. Определить U _вых дифференциального усилителя, построенного по схеме рис. на ОУ типа К140УД7, если на его вход поданы напряжения U ₁= 1,72 В, U ₂ = 1,5 В. В усилителе используются резисторы с сопротивлениями R ₁= R ₂= 110 кОм, R _ОС = R _{OC ’} =121 кОм.

2. Оценить погрешность, вносимую в работу схемы неидельностью параметров ОУ и обслуживающих элементов.

3 Указать с какой точностью рекомендуется взять все резисторы.

1. В двухвходовом инвертирующем сумматоре R ₁ = 15 кОм, R ₂ = 27 кОм, R _ОС = 120 кОм. Каким будет его напряжение U _вых, если U ₁ = 2 В, U ₂ = ‒4 В?

2. Какой резистор требуется установить в цепи неинвертирующего входа, чтобы скомпенсировать ошибку, обусловленную входными токами ОУ?

3. В инвертирующем сумматоре, построенном на ОУ типа К140УД7, требуется обеспечить R _вх не менее 51 кОм. Определить номиналы резисторов R ₁ , R ₂ , R _ОС , если коэффициент передачи по первому входу k ₁ = ‒2,5, а по второму k ₂ = ‒4.

4. Указать с какой точностью рекомендуется взять все резисторы.

1. В схеме сложения – вычитания U ₁ = 2 В, U ₂ = 1 В, = 1 В, = 3 В, R ₁ = R ₂ = 36 кОм, R _ОС = 120 кОм, = = 47 кОм, =180 кОм. Чему равно U _вых ?

2. Схема сложения – вычитания должна выполнять алгебраическую операцию

U _вых = ‒2,5 U ₁ ‒ 3 U ₂ + 5 U ₃ + 1,5 U ₄. Требуется выбрать параметры схемы.

3. Указать с какой точностью рекомендуется взять все резисторы.

1. Определить граничную частоту и петлевое усиление инвертирующего усилителя с коэффициентом передачи k _ИУ(0) = 25дБ. В схеме используется ОУ типа К140УД7.

2. Операционный усилитель имеет А (0) = 98 дБ. Определить максимально возможный коэффициент передачи схемы с замкнутой цепью обратной связи, если f 1 = 500 Гц,

f _1ОС = 750 кГц.

1. ФНЧ Салена-Кея должен иметь следующие параметры: Q =7, K _нч(0) = 3, w₀ = 110π. Требуется определить номиналы элементов схемы и выбрать тип применяемых компонентов электронной схемы.

2. Указать с какой точностью рекомендуется взять компоненты схемы.

3. Сделать расчет фактического значения a.

1. ФНЧ, построенный по схеме с многоконтурной обратной связью, должен иметь следующие параметры: K _нч(0) = 3, w₀ =90π, Q =1. Определить номиналы элементов схемы и построить АЧХ фильтра в диапазоне изменения частоты напряжения u _вх от нуля до 10w₀.

2. Указать с какой точностью рекомендуется взять компоненты схемы.

3. Сделать расчет фактического значения a.

1. ФВЧ Салена-Кея должен иметь параметры K _вч(∞)=3; Q =3, w₀=85π.

Определить номиналы элементов схемы.

2. Указать с какой точностью рекомендуется взять компоненты схемы.

3. Сделать расчет фактического значения a.

1. ФВЧ по схеме с многоконтурной обратной связью и должен иметь следующие параметры: Q =2, K _вч(∞)=3, w₀= 3260 с^‒1. Определить номиналы элементов схемы.

2. Указать с какой точностью рекомендуется взять компоненты схемы.

3. Сделать расчет фактического значения a.

1. Рассчитать компоненты схемы ППФ с многопетлевой обратной связью, имеющего K _ППФ(w₀) = ‒4, f 1_ср = 500 Гц и f 2_ср = 600 Гц.

2. Указать с какой точностью рекомендуется взять компоненты схемы.

3. Сделать расчет фактического значения a.

1. Рассчитать параметры схемы СФ с одноконтурной обратной связью, имеющего K _СФ0 = 3; a = 0,5; w₀ = 120π с^‒1.

2. Указать с какой точностью рекомендуется взять компоненты схемы.

1. Определить U _вых инвертирующего усилителя, построенного на ОУ типа mА741 (см. табл. 1.1) по схеме рис., если на его вход подано напряжение U _вх = 1,5 В. Сопротивление цепи обратной связи R _ОС =68 кОм, сопротивление в цепи инвертирующего входа R ₁= 27 кОм.

2. Определить выходное сопротивление усилителя при А =30000; R ₁ и R _ОС по п. 1; R _вых = 100 Ом.

3. Определить возможную ошибку по усилению и сопротивления всех резисторов компенсирующего регулируемого моста, включенного по неинвертирующему входу. Показать полученную схему (т.е. исходную сх. по заданию дополнить этим мостом).

Все резисторы брать по ряду Е96 или Е192, указать с какой точностью рекомендуется взять рассчитанные резисторы.

1. В двухвходовом инвертирующем сумматоре R ₁ = 10 кОм, R ₂ = 15 кОм, R _ОС = 81 кОм. Каким будет его напряжение U _вых, если U ₁ = 3 В, U ₂ = ‒2 В?

2. Какой резистор требуется установить в цепи неинвертирующего входа, чтобы скомпенсировать ошибку, обусловленную входными токами ОУ?

3. В инвертирующем сумматоре, построенном на ОУ типа mА741 (см. табл. 1.1), требуется обеспечить R _вх не менее 62 кОм. Определить номиналы резисторов R ₁ , R ₂ , R _ОС , если коэффициент передачи по первому входу k ₁ = ‒1,5, а по второму k ₂ = ‒2,5.

4. Указать с какой точностью рекомендуется взять все резисторы.