Однокаскадные усилители - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника контрольная работа

Определение сигнальных параметров транзистора и разработка принципиальной схемы однокаскадного усилителя. Расчет сопротивления резисторов и составление схемы каскада в области средних частот. Линейная схема и повышение коэффициента усиления каскада.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1.2 Малосигнальные параметры транзистора
1.3 Расчет сопротивлений резисторов
1.5 Расчет емкостей разделительных конденсаторов
1.6 Способы повышения коэффициентов усиления каскада
2.2 Функция передачи для реального ОУ
2.3 Амплитудно-частотная характеристика
сигнал частота транзистор каскад усилитель
Исходные данные для расчета выбираются в соответствии с вариантом и содержат вид транзистора (ПТ - полевой, БП - биполярный транзисторы), схему включения транзистора (ОЭ, ОИ, ОБ и т.п.), положение рабочей точки транзистора, напряжение питания, параметры источника сигнала и нагрузки, нижнюю граничную частоту. В результате расчета необходимо:
· построить принципиальную схему каскада;
· определить малосигнальные параметры транзистора в окрестностях рабочей точки;
· исходя из положения рабочей точки, рассчитать сопротивления резисторов усилительного каскада;
· составить эквивалентную схему каскада в области средних частот и рассчитать с ее помощью основные параметры каскада;
· рассчитать емкости разделительных конденсаторов;
· предложить способ повышения коэффициента усиления каскада.
Схема каскада: ОС - с общим стоком.
Тип транзистора: ПТ - полевой транзистор.
1. Расчет однокаскадного усилителя
Как известно, для каждого вида транзисторов существуют три схемы включения, и основные свойства каскада в первую очередь определяются схемой включения транзистора.
Согласно варианту, рассчитывается каскад на полевом транзисторе по схеме с ОС (рис.1). Входной сигнал поступает на затвор транзистора, а выходной формируется на стоке. К схеме задания рабочей точки подключены через разделительные конденсаторы С1 и С2 источник входного сигнала к затвору и нагрузка Rн к стоку.
Рис. I.1 Усилительный каскад с общим стоком
В этом усилительном каскаде резистор R2 ( Рис. I .1 ) исключен, т.к. никаких полезных функций в данной схеме включения транзистора он не выполняет, а резистор R4 используется для более удобного задания рабочей точки транзистора.
1.2 Малосигнальные параметры транзистора
Малосигналъные параметры транзистора - это параметры его эквивалентной схемы, необходимые для расчета основных усилительных свойств каскада. Необходимо учитывать, что, во-первых, они определяются не абсолютными значениями токов и напряжений, а их приращениями относительно рабочей точки транзистора, и, во-вторых, их величина зависит от положения рабочей точки, т.е. для разных значений постоянных токов и напряжений даже для одного и того же транзистора малосигнальные параметры могут существенно отличаться.
Малосигнальные параметры транзисторов могут быть определены по вольт-амперным характеристикам (ВАХ).
Определим малосигнальные параметры полевого транзистора для рабочей точки Ic = 1 мА, Uc =5 В, используя ВАХ рис. 2.:
Для рабочей точки =5 В, =1 мА параметры полевого транзистора имеют следующие значения: S=3,75 мА/В, Rст,= 20 кОм, = -0,8 В.
Рис. I.2. Вольтамперные характеристики полевого транзистора
1.3 Расчет сопротивлений резисторов
Резисторы R1-R4 и источник постоянного напряжения +Е П (см. рис. 1.1, 1.2) определяют рабочую точку транзистора. Для их расчета необходимо составить систему уравнений по постоянному току. Так как разделительные конденсаторы С1 и С2 для постоянного тока имеют бесконечно большое сопротивление, то источник сигнала Е г и нагрузка R H из уравнений исключаются. Исходными данными для расчета являются +Е П и параметры рабочей точки транзистора.
Из уравнения Еп = легко определяется величина R3. Величину R1 (сопротивление по постоянному току в цепи затвора) из соображений стабильности рабочей точки рекомендуют выбирать из диапазона 500 - 1000 кОм, a R4 определяется уравнением
Округляя до стандартных номинальных значений по ряду Е24, получим R1=510 кОм, R3=5.1 кОм, R4=680 кОм.
Рис. I.3 Схема каскада для переменных составляющих.
Рис. I.4. Эквивалентная схема каскада для области средних частот
Эквивалентная схема каскада, необходимая для расчета его усилительных параметров, составляется по известному алгоритму. Поскольку схема составляется для переменных составляющих токов и напряжений, замыкаем источник питания +Е П , полагая его идеальным источником ЭДС. Далее, заменяем транзистор его линейной эквивалентной схемой и для области средних частот пренебрегаем инерционностью транзистора и реактивным сопротивлением разделительных конденсаторов С1, С2. Для эквивалентной схемы можно составить систему уравнений и получить выражения для определения К U , К I , r вх и r вых каскада. Рассмотрим только результаты
К I для каскада с ОС не рассчитывается, т.к. входной ток затвора полевого транзистора практически равен 0.
1.5 Расчет емкостей разделительных конденсаторов
Как известно, разделительные конденсаторы оказывают влияние на свойства усилительного каскада только в области низких частот. Их параметры необходимо выбирать так, чтобы на нижней границе частотного диапазона их реактивное сопротивление было существенно меньше (например, в 10 раз), чем сопротивление других элементов цепей, в которых они применяются. Тогда емкости конденсаторов можно определить следующим образом:
f Н =20 Гц, R Г =100 кОм, R Н =2 кОм.
Емкости конденсаторов также округляются до стандартных номинальных значений, например, по ряду Е12 для конденсаторов типа К73-11:
1.6 Способы повышения коэффициентов усиления каскада
Т.к. входной ток затвора полевого транзистора практически равен 0, то коэффициент усиления по току не рассчитывается и о его повышении говорить нельзя.
Коэффициент усиления по напряжению находиться из формулы:
Коэффициент передачи по напряжению, будет меньше 1, зависит от крутизны транзистора и R НЭ . для повышения К U необходимо или выбирать транзистор с лучшими параметрами, или выбирать рабочую точку, где крутизна больше, или увеличивать R НЭ , а для этого или увеличивать сопротивление нагрузки или R3.
Исходные данные для расчета выбираются аналогично контрольной работе №1 и содержат схему и набор параметров, необходимых для расчета.
- провести анализ схемы и получить в операторной форме уравнение вход-выход (зависимость выходного напряжения Uo от параметров элементов схемы и входных напряжений)
- для модели "идеального" ОУ (м=?, Rвx=?, Квых=0, Ft=?);
- определить параметры элементов схемы по исходным данным;
- используя положения теории обратных связей, получить уравнение вход-выход схемы с учетом влияния реального ОУ;
- построить амплитудно-частотные характеристики схемы для идеального и реального ОУ, по заданной погрешности АЧХ определить рабочий диапазон частот схемы (если входов несколько, АЧХ строится для любого одного входа).
Рис. II. 1 .Интегратор неинвертирующий.
В общем случае структурная схема линейного устройства на ОУ имеет вид, представленный на рис. II. 2.
Рис. II. 2. Структурная схема линейного устройства на ОУ
Выражение для определения выходного напряжения в операторной форме имеет вид
где Fi(p) - функция передачи по i-му входу, которая в общем случае зависит от параметров обратных связей
в ос (p) и г ос (р), коэффициентов передачи вi (p) и гi (р) сигнала Ui на входы ОУ и параметров ОУ.
Функцию Fi(p) можно определить для i-ro входа, приравнивая нулю сигналы на остальных входах схемы. Тогда структурная схема примет вид, представленный на рис. II.3.
Рис. II.3. Структурная схема для определения Fi(p)
Из общих положений теории обратных связей функцию передачи Fi(p) можно записать
Для "идеального" ОУ (К(р)) второй сомножитель в выражении для Fi(p) равен единице, и
В схеме передачи входного сигнала Ui на инвертирующий вход ОУ нет, поэтому в(р)=0.
В этом случае для схемы рис. II.1. функция передачи не зависит от параметров ОУ, а определяется только параметрами пассивных компонентов (резисторов и конденсаторов).
Влияние свойств реального усилителя отображается вторым сомножителем в выражении для функции передачи Fi(p).
II.l. Функция передачи для "идеального" ОУ
Функция передачи в этом случае определяется
В схеме есть и положительная и отрицательная обратная связь.
Для определения в ос (р) и г ос (р) составим эквивалентные схемы, отображающие передачи по цепям обратной связи. По определению
Для "идеального" ОУ R ВЫХ = 0, R BX =? . Для реального ОУ, если выбрать влиянием R BX и R ВЫХ можно также пренебречь (R1<> R ВЫХ ).
Рис. II.4. Эквивалентная схема цепи отрицательной обратной связи
Рис. II.5. Эквивалентная схема положительной обратной связи
Учитывая данные варианта R1=R2=R3=R4, пусть R1=R.
Таким образом R1=R2=R3=R4=10 кОм, С1=10 нФ,
2.2 Функция передачи для реального ОУ
Функция передачи реального ОУ К(р) имеет вид
где м - коэффициент усиления (м=2*10 4 );
- частота единичного усиления (F T =1МГц);
Для рассматриваемой схемы (рис. II.1) с учетом полученных ранее результатов можно записать
Как видно из полученного выражения, при
функции передачи для "идеального" и реального ОУ практически совпадают.
2. 3 Амплитудно-частотная характеристика
Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ), представляющая собой зависимость модуля коэффициента передачи от частоты, может быть построена по функции передачи после замены оператора преобразования р на jщ . При построении графиков АЧХ обычно принято использовать
логарифмический масштаб, это обеспечивает более удобное и наглядное представление результатов. Используя построенные графики или выражения для модулей коэффициентов передачи схемы, определяем также частотный диапазон, в котором погрешность дF не превышает допустимой величины.
Подставляя различные значения частоты в диапазоне от 10 0 до 10 7 , вычисляем модули и и строим графики АЧХ (рис. II.6). Для сравнения на том же рисунке приведена АЧХ ОУ.
По графику АЧХ определяем щ гр , при щ > щ гр , дF>20% (щ гр1 =10 1/сек, щ гр 2 =6,4*10 5 1/сек ). Таким образом, рабочий диапазон частот, в котором дF <20 %, составляет от 1,5 до 101,9 кГц ().
Рис. II.6. Амплитудно-частотные характеристики
Назначение элементов схемы усилительного каскада, ее параметры и тип транзистора. Составление эквивалентной схемы в области средних частот и определение коэффициента усиления. Зависимость реактивных сопротивлений конденсаторов и частотные искажения. контрольная работа [574,7 K], добавлен 06.11.2009
Составление структурной схемы усилителя низкой частоты радиоприемника и принципиальной схемы выходного каскада. Расчет входного сопротивления плеча. Основные параметры биполярного транзистора. Расчет двухтактного транзисторного каскада мощного усиления. курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.12.2012
Описание характеристик транзистора. Построение практической схемы каскада с общим эмиттером. Выбор режима работы усилителя. Алгоритм расчета делителя в цепи базы, параметров каскада. Оценка нелинейных искажений каскада. Выбор резисторов и конденсаторов. курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.03.2014
Составление эквивалентной схемы усилителя для области средних частот, расчет его параметров. Определение сопротивления резистора, мощности, рассеиваемой им для выбора транзистора. Вычисление полного тока, потребляемого усилителем и к.п.д. усилителя. контрольная работа [133,5 K], добавлен 04.01.2011
Расчет номинальных значений резисторов однокаскадного усилителя. Построение передаточной характеристики схемы на участке база-коллектор биполярного транзистора. Принципиальная электрическая схема усилителя, схема для нахождения потенциалов на эмиттере. курсовая работа [975,5 K], добавлен 13.01.2014
Проектирование бестрансформаторного усилителя низкой частоты, расчет коэффициента усиления и диапазона возможных значений. Определение схемы выходного каскада и типов транзисторов каскадов усиления. Расчет электрической принципиальной схемы усилителя. курсовая работа [138,4 K], добавлен 29.06.2015
Расчет оконечного каскада усилителя, ведущего каскада на транзисторе VT2, коэффициента гармоник, первого каскада усиления, амплитудно-частотных искажений. Способы соединения каскадов в многокаскадных усилителях. Диапазон частот усиливаемых сигналов. курсовая работа [654,9 K], добавлен 30.11.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Однокаскадные усилители контрольная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая Работа На Тему Планирование И Прогнозирование Розничного Товарооборота По Торговому Предприятию В Условиях Рыночной Экономики
Контрольная работа по теме Основы гигиены
Реферат: Проблемные вопросы проведения эксгумации
Контрольная Работа Показательная Логарифмическая Функция
Дипломная работа по теме Кредитная деятельность 'СКБ-Банка' и пути ее совершенствования
Курсовая работа по теме Сущность государственного бюджета
Реферат На Тему Чернобыльское Эхо На Украине: 20 Лет Спустя
Реферат по теме Сущность предпринимательства и его место в современном обществе
Реферат: Переработка сельскохозяйственной продукции в цехах малой мощности
Экг Реферат Заключение
Курсовая Работа Оценка Кредита Риска Корпорации
Курсовая работа: Реституция культурных ценностей и международные конференции 10-30-х гг. XX века. Скачать бесплатно и без регистрации
Доклад: Фальконе, Этьен Морис
Сочинение Современный Век
Отчет по практике по теме Структура и производственная деятельность хлебопекарни ОАО РАО Алексеевское
Реферат: Картина мира, показанная в "Младшей Эдде" Снорри Стурлуссона. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение На Тему Человечность
Реферат: Организация маркетинга на предприятии сферы туризма
Курсовая работа по теме 2 глава. Анализ финансового состояния ООО ТД Беларусь 2022-2022
Проект геодезического обоснования стереографической съемки масштаба 1:5000
Природные условия Африки - География и экономическая география презентация
The United States of America - География и экономическая география реферат
Аustrаliаn Lаbor Pаrty - Иностранные языки и языкознание реферат