Выбор положения рабочей точки VT по постоянному току.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Выбор положения рабочей точки VT по постоянному току.



Рабочую точку А необходимо выбирать так, чтобы выполнялись следующие условия:

1. Напряжение питания каскада должно иметь стандартное значение Eс={9,12,18,24 и т.д.}В, причем должны выполняться неравенства:

,

2. Рабочая точка в режиме A должна находиться в середине активной области работы транзистора VT.

Пользуясь стоковыми ВАХ выбираем положение рабочей точки транзистора VT, работающего в режиме А.

Ес=0,9·Uсиmax =0,9·20=18 В.

 

Строим кривую

Рсmax= Uси·Iс = 0,3 Вт.

Выбираем положение Uси0:

.

Положение рабочей точки:

Iс0 = 10,8 мA,

Uси0 = 11,5 В,

Uзи0 = 1,5 В.

3. Расчет по постоянному току.

1. Величина сопротивления истоковой цепи определяется по формуле:

Rи = Uзи0 / Ic0 = 1,5/10,8·10-3 = 139 Ом.

Rи² = 0.1·Rи = 0.1·139 = 14 Ом. Отсюда находим Rи¢ = Rи - Rи² =139-14=125 Ом.

Примем Rи¢= 120 Ом.

Рассчитаем мощность, выделяемую на этом резисторе:

Pи¢ = (Ic0)2·Rи¢ = (0,0108)2·120 = 0,014 Вт.

Тогда тип Rи¢: МЛТ-0,125-120±10%.

Примем Rи²= 15 Ом.

Рассчитаем мощность, выделяемую на этом резисторе:

Pи² = (Ic0)2·Rи² = (0,0108)2·15 = 0,002 Вт.

Тогда тип Rи²: МЛТ-0,125-15±10%.

2. Величина сопротивления затвора:

Rз = (0,5¸1,5)МОм = 0,5МОм = 500 кОм.

Примем Rз = 470 кОм.

Мощность, выделяемая на этом резисторе << 0,125 Вт:

Тип Rз: МЛТ-0,125-470±10%.

3. Сопротивление стока Rc и истока Rи определяют наклон нагрузочной прямой по постоянному току:

Iкз = Ec/(Rс+Rи) => Rc = Ec/Iкз – Rи = 18·103/30-139 = 461 Ом.

Примем Rс = 470 Ом.

Мощность, выделяемая на этом резисторе:

Рз = (Ic0)2·Rс =(0,0108)2·470 = 0,054 Вт < 0,125 Вт.

Тогда тип Rс: МЛТ-0,125-470±10%.

 

Положение нагрузочной прямой по переменному току.

Положение нагрузочной прямой по переменному току определяется параллельным соединением Rc и Rн .

Строим ее по 2-м точкам:

1. ;

2. Ec = 18 В.

Затем, полученную прямую сдвигаем параллельно самой себе так, чтобы она проходила через рабочую точку А.

 

Параметры схемы замещения каскада.

Определяем параметры схемы замещения VT по переменному току:

1. Крутизна стоко - затворной ВАХ:

.

3. Внутреннее сопротивление транзистора :

.

3. Коэффициент усиления транзистора VT m:

.

Расчет нелинейных искажений каскада.

Для этого определим амплитуды гармоник тока стока по сквозной динамической характеристике Iс(Eист) методом пяти ординат.

Напряжение источника рассчитывается по следующим формулам:

Eист = Iвх·(Rист+Rз) » Iвх·Rз;

Iвх = Uзи/Rз;

.

 

Данные заносим в табл.6.1:

Таблица 6.1

Ic, мА Uзи = Eист, В
25.5
20.6 0.5
15.5
10.8 1.5
5.6
2.3 2.5

 

 

Строим сквозную динамическую характеристику Iс=f(Eист):

Рис. 6.4. Сквозная динамическая характеристика предусилителя.

 

По сквозной динамической характеристике находим номинальные токи:

Imax=15,6 мА;

Imin =5,7 мА;

I0=10,8 мА;

I2=8,2 мА;

I1=13 мА.

Далее определяем амплитуды гармоник тока

 

Находим коэффициент нелинейных искажений для транзистора, работающего в режиме А, по формуле:

,

что удовлетворяет исходным требованиям: γ = 2.9% < 3%.

Характеристики каскада.

1. Эквивалентное сопротивление транзистора Rэкв:

 

.

 

2. Коэффициент усиления каскада по напряжению:

Ku = S·Rэкв = 10,6·460·10-3 = 4,9.

3. Входное сопротивление каскада принимаем равным величине сопротивления Rз:

Rвх = Rз = 500 кОм.

4. Входное напряжение каскада:

.

5. Входная мощность:

.

6. Коэффициент усиления мощности:

.

7. Коэффициент усиления тока:

.

8. Расчет конденсаторов С, Си.

Хс(fн) << R. , отсюда определяем С.

1. Находим емкость конденсатора истоковой цепи Си:

.

Ucmax =2·(0,011·125) = 2,75 В.

Выбираем Си=10 мкФ.

Тогда тип Си: К53-1-10´20±20%.

 

2. Находим емкость конденсатора С:

Выбираем С =0,033 мкФ.

Тогда тип С: К53-1-0,033´20±20%.

Тип конденсатора определяет Uco (берем Ucmax=2* Uco) по постоянному току.

 

Расчет звена ООС.

1. Расчет требуемой глубины ОС.

Примем gГsin = (0.9¸0.95)gтз = (0.9¸0.95)·0,21% = 0,2%.

.

,

где b - коэффициент обратной связи, равный

,

F – глубина обратной связи.

.

Глубина обратной связи равна:

.

2. Учет влияния ООС на Кu предварительного усилителя.

При введении ООС в цепи с резистором Rи² возникает местная обратная связь, которая уменьшает KПУ.

Коэффициент местной обратной связи рассчитываем по формуле:

.

 

Тогда, KПУ с учетом влияния местной ОС равен

.

Уточняем коэффициент усиления усилителя синусоидального источника:

Ku = K2УМ·K1УМ·K¢ПУ = 15,1·1,74·4,27=112,3.

Теперь рассчитываем требуемый коэффициент ООС:

.

4. Расчет резистора Rос.

.

Отсюда:

.

Примем Rос= 18 Ом.

Рассчитаем мощность, выделяемую на этом резисторе:

Pос = (Ic0)2·Rос = (0,0108)2·18 = 0,0023 Вт < 0,125 Вт.

Тогда тип Rос: МЛТ-0,125-±10%.

Желаемая величина Rос >> Rн (Rос » 10Rн). В противном случае будет сильное влияние на выходной сигнал ООС.

Т.к. Rос малая величина, то это является показанием к увеличению коэффициента передачи усилителя, что необходимо сделать путем применения дополнительного аналогичного предварительного усилителя на полевом транзисторе.

Т.е. величина увеличивается в раз, где n - число дополнительно введенных каскадов предварительного усиления.


СХЕМА СОГЛАСОВАНИЯ

Схема согласования представляет собой делитель напряжения на подстроечном резисторе. Необходимость ее введение вызвана несоответствием амплитуды сигнала на выходе полосового фильтра (единицы В) и на входе двухтактного УМ (доли В).

Рис. 7.1 Принципиальная схема СС.

 

Исходные данные для расчета:

1) напряжение на входе СС Uвх сс = U1 5 B;

2) напряжение на выходе СС Uвых сс =U2 = 0.3 В;

3) Rвх = 1 кОм.

Расчет: коэффициент деления напряжения: Задаемся изменением равным :

В качестве R2 выбираем подстроечный резистор типа СП5-17 - 1к 5%. . Диапазон рабочих температур: -60…+125 С.

Расчет ведем на среднее значение: R2 = .

Выбираем по ГОСТу: тип -МЛТ - 0.125 - 2.2к 10% .

Выбираем по ГОСТу: тип-МЛТ - 0.125 - 39 к 10%.

Выходное сопротивление . Поэтому, чтобы схема согласования не шунтировала выход фильтра, необходимо выполнение условия:

R1+R2+R3 >> 1 кОм. Для данного расчета: R1+R2+R3 = =39000+502+2200>>1кОм, т.е. это условие выполняется.


АКТИВНЫЙ ФИЛЬТР

Введение в схему ГСС активного фильтра связано с необходимостью отфильтровывать основную гармонику сигнала fн. В качестве активного фильтра лучше всего применить полосовой биквадратный фильтр 2-го порядка [7] (рис.8.1).

Рис. 8.1. Принципиальная схема биквадратного ПФ второго порядка.

Исходной расчетной величиной является резонансная частота ПФ

Задаемся коэффициентом передачи фильтра на частоте : К = 1 и допустимой доброт-ностью фильтра Q = 100. Исходя из этих величин, определяем параметры схемы рис.8.1:

полоса пропускания ПФ:

Выбираем три ОУ типа К140УД6 [5]:

ПФ второго порядка описывается передаточной функцией:

.

Параметры биквадратного ПФ второго порядка [7]:

Определяем номинальное значение емкости:

(выбираем емкость по ГОСТу: КЛГ - 5.1н 70 5%).

Определяем величины резисторов в схеме ПФ:

(Выбираем по ГОСТу:

тип -МЛТ - 0.125-1.6 М 5%).

(Выбираем по ГОСТу: тип -МЛТ - 0.125-1.6 М 5%).

(Выбираем по ГОСТу: тип -МЛТ - 0.125 - 16 к 5%).

Сопротивления Rf1, Rf, Rb и Rg является нагрузкой для ОУ и, следовательно, их значение не должно быть меньше , которое для выбранного типа составляет 1 кОм, т.е. это условие удовлетворяется.

Для использования возможности подстройки центральной частоты данного ПФ с помощью Rf1 при сохранении постоянства ширины полосы пропускания применим показанную на рис.8.2 схему включения двух сопротивлений (постоянного и подстроечного резистора) вместо Rf1.

Рис.8.2

Значения сопротивлений Rf1' и Rf1” находятся из условия:Rf1' + Rf1” = Rf1.

Поэтому реализуем на следующих резисторах:

Rf1`= 10 кОм типа МЛТ- 0.125±5%;

Rf1``= 6 кОм типа СП3-6-0.25±10%.

В приложении Г приводятся тексты программ, строящих АЧХ и ФЧХ данного фильтра. Результаты моделирования:

Рис. 8.3.

Рис. 8.4.




Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.214.224.207 (0.01 с.)