Расчет усилителей постоянного тока с непосредственной межкаскадной связью.

Рассчитаем двухкаскадный УПТ с непосредственной связью, если:

источником входного сигнала служит датчик, включенный в 1) мостовую схему;

напряжение источника питания ;

2) максимальные изменения входного сигнала ;

3) внутреннее сопротивление источника входного сигнала ;

4) сопротивление нагрузки ;

5) требуемое максимальное изменение выходного напряжения ;

6) температура окружающей среды .

Рассчитаем усилитель в следующем порядке:

1) По заданному напряжению выбираем транзистор с максимально допустимым напряжением и возможно малым обратным коллекторным током . Берем для обоих каскадов транзистор со следующими параметрами:

2) Определяем режим покоя для транзистора второго каскада согласно формуле . Так как до расчета сопротивлений резисторов оценит значение и выбрать ток затруднительно, то находим его из условия . Принимаем , тогда

Выбранной точке П2 соответствует ток . По входным характеристикам транзистора находим напряжение , соответствует току в точке покоя.

3) Проверим режим покоя на соответствии допустимой мощности, рассеиваемой на коллекторе транзистора:

4) Приняв напряжение , определяем сопротивления резисторов:

, при этом

5) Согласно условию:

Определяем сопротивления делителя.

6) Сопротивление нагрузки для второго каскада:

7) Проверяем правильность выбор тока , для чего рассчитываем требуемую амплитуду тока:

 

Таким образом, выбранное нами значение тока удовлетворяет условию:

8) Коэффициент усиления напряжения второго каскада:

9) Необходимое входное напряжение второго каскада:

10) Напряжение в режиме покоя:

10) Выбираем точку покоя транзистора первого каскада, задаваясь значением

необходимое изменение коллекторного тока первого транзистора:

Поставляя в выражение для сопротивления резистора ,находим:

 

 

принимаем . Выбранной точке покоя и , соответствует ток и напряжение которое определяется по входным характеристикам

транзистора.

11) Сопротивление резисторов:

12) Входное сопротивление усилителя:

Коэффициент усиления первого каскада:

Общий коэффициент усиления напряжения:

Требуемый коэффициент усиления:

 

 

13) Определяем дрейф выходного напряжения.

Дрейф коллекторного тока первого транзистора:

Изменение (дрейф) тока нагрузки первого каскада с учетом направления обратных токов равен:

Дрейф входного напряжения второго каскада:

Дрейф выходного напряжения усилителя:

,

что составляет n% значения выходного сигнала.

Вывод.

Для расчета УПТ с непосредственной межкаскадной связью выбрали транзистор (первого и второго каскадов МП21Г (p-n-p)) с параметрами: I_k.max,(мА); | U_{кэ.макс} |,(В); P_k.max,(мВт);

I_кбо,(мкА); h_21э; h_11э,(Ом); t_max,( ⁰C).

В результате расчета получается:

Точка покоя транзистора второго каскада I_K2,(мА),U_КЭ2, (В), I_Б2, (мкА), U_БЭ2, В).

Выполняется условие I_K2, мА)£ 0,5 I_k.max (мА)

Проверяется режим покоя на соответствие допустимой рассеиваемой мощности коллектора.

Сопротивление резисторов R_Э2, (Ом), R_К2, (кОм);

Выполняется условие R_Э2, (Ом) >> R_ВХ.Б2, (Ом);

Сопротивление делителя R_1, (кОм), R_2, (кОм);

Сопротивление нагрузки для второго каскада R^/_Н2, (Ом);

Требуемая амплитуда тока I_К2m, (мА);

Коэффициент усиления напряжения второго каскада К₂;

Необходимое входное напряжение второго каскада DU_ВХ2, (В);

Напряжение U_К1, (В) в режиме покоя;

Точку покоя транзистора первого каскада:

I_К1, (мА), U_КЭ1,. (В), I_Б1, (мкА), U_БЭ1, (В);

Сопротивление резисторов

R_К1, (кОм), R_Э1, (Ом), R_Б, (кОм);

Входное сопротивление усилителя R_ВХ, (кОм),

коэффициент усиления первого каскада К₁,

общий коэффициент усиления напряжения К;

Дрейф выходного напряжения усилителя DU_ВЫХ.ДР, (В);

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Бабаков Н.А., Воронов А.А, Теория автоматического управления. М.; высшая школа. 1997 г. 360с

2. Дианов В.Г., Автоматическое регулирование и регуляторы химической промышленности. М.; 1978 г. 372 с.

3. Клюев А.С., Автоматическое регулирование. М.; высшая школа. 350с.

4. Горбачев Г.М., Чаплыгин Е.Е., Промышленная электроника. М.; Энергоатомиздат.1988г. 270с.

5. Герасимов В.Г., Основы промышленной электроники. М.; высшая школа. 1986г. 336с.

6. Перельман Р.П., Справочник, транзисторы. М.; 1981г.

7. Горюнова Н.Н. Полупроводниковые приборы: транзисторы, справочник. Под общим редактированием Горюновой Н.Н. М.; Энергоатомиздат. 1985г.

 

 

Приложение 1

Трансформатор

Выпрямитель

Фильтр

Блок защиты

Стабилизатор

 

Приложение 2

 

Для заметок

Для заметок

Для заметок

Для заметок

Для заметок

Для заметок