Проект транзисторного фильтра с нагрузкой в цепи эмиттера - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Проект транзисторного фильтра с нагрузкой в цепи эмиттера

Обзор принципиальных схем транзисторных фильтров и проведение проектного расчета транзисторного фильтра с нагрузкой в центре эмиттера. Оценка уровня пульсации при изменениях нагрузки сети и определение коэффициента сглаживания разработанного фильтра.


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.

Проект транзисторного фильтра с нагрузкой в цепи эмиттера
1.2 Обзор конструктивных исполнений
2. РАБОТА ТРАНЗИСТОРНОГО ФИЛЬТРА С НАГРУЗКОЙ В
3. РАСЧЕТ СХЕМЫ ТРАНЗИСТОРНОГО ФИЛЬТРА С НАГРУЗКОЙ В ЦЕПИ ЭМИТТЕРА
Приложение А. Справочные данные на полупроводниковые элементы
Приложение Б. Справочные данные конденсаторов
Приложение В. Справочные данные для резисторов
Приложение Г. Справочные данные по вилкам
пульсация нагрузка сглаживание транзистор фильтр
В начале рассматривается простейшая схема с нагрузкой в цепи эмиттера. Потребитель включен в цепь эмиттера, и транзистор работает по схеме эмиттерного повторителя. Эмиттерный повторитель в качестве фильтра имеет два важных преимущества: выходное сопротивление такой схемы меньше, и его коэффициент усиления по напряжению немного меньше единицы.
Рисунок 1.1 - Схема фильтра с нагрузкой в цепи эмиттера
Фильтры с нагрузкой в коллекторной цепи применяются при малых нагрузках, когда ее сопротивление значительно больше выходного сопротивления фильтра. При больших нагрузках выходное сопротивление становится соизмеримым с сопротивлением нагрузки и оказывает влияние на режим работы потребителя. В фильтрах с нагрузкой в цепи коллектора потребитель включен в цепь коллектора, и, поэтому на потребитель, главным образом, оказывает влияние э.д.с.
Рисунок 1.2 - Схема фильтра с нагрузкой в цепи коллектора и фиксированным смещением напряжения на базе
В данной схеме показано необходимое смещение напряжения на базе, которое обеспечивается постоянной составляющей выпрямленного напряжения, не зависящей от режима работы коллекторной цепи, и её называют схемой с фиксированным смещением. схема работает при температуре окружающей среды 45С . для каждого транзистора в схеме необходима индивидуальная настройка режима [2].
Рассматривается схема фильтра с автоматическим смещением напряжения на базе транзистора, которое автоматически изменяется при изменении режима в коллекторной цепи.
Рисунок 1.3 - Схема фильтра с нагрузкой в цепи коллектора и автоматическим смещением напряжения на базе
Для уменьшения выходного сопротивления транзисторный фильтр нужно создавать на основе эмиттерного повторителя, с включением потребителя в
эмиттерную цепь. В результате выходное сопротивление фильтра становится минимальным, а коэффициент усиления по напряжению практически равен единице. В таких схемах нет необходимости ослаблять действие ЭДС в коллекторной цепи, вносимой эмиттерным током. Схема не требует индивидуальной настройки при замене транзистора.
1.2 Обзор конструктивных исполнений
Сглаживающими фильтрами выпрямителей называют устройства, предназначенные для уменьшения переменной составляющей выпрямленного напряжения (пульсаций) до величины, при которой обеспечивается нормальная работа питаемой электронной аппаратуры.
Для работы выпрямителей принципиальное значение имеет характер фильтра, включенного на выходе выпрямителя. Выпрямители, нагруженные на фильтр в виде конденсатора, используются в широком диапазоне выпрямленных напряжений и мощностей. Недостатком выпрямителей является большая амплитуда тока через выпрямительный диод в момент включения источника (для выпрямителей с ёмкостным фильтром ).
Рисунок 1.4 - Функциональная схема фильтров
Выпрямители без сглаживающего фильтра применяются редко, например, когда пульсации напряжения на нагрузке не имеют существенного значения.
Основным параметром сглаживающего фильтра является коэффициент сглаживания, представляющий собой отношение коэффициента пульсации на входе фильтра к коэффициенту пульсации на его выходе.
· потери напряжения на фильтре должны быть минимальными;
· фильтр не должен давать опасных для выпрямительного устройства бросков тока при включении;
· габариты, масса и стоимость фильтра должны быть небольшими;
· максимальное сопротивление для переменной составляющей тока и минимальное сопротивление для постоянной составляющей [1].
Необходимо рассчитать и спроектировать транзисторный фильтр с нагрузкой в цепи эмиттера.
-коэффициент пульсации на выходе фильтра K п =0,02 %;
-коэффициент пульсации на входе фильтра K' п =6 %;
-максимальная температура окружающей среды t окр =40 C;
-выходное сопротивление Z вых =45 Ом;
-внутреннее сопротивление выпрямителя R i в =12 Ом;
-пределы изменения напряжения на входе U= 15 %;
-осуществить подбор элементов для устройства;
-спроектировать конструкцию устройства;
-сборочный чертёж и чертёж печатной платы.
Учитывая, что фильтр на одиночном транзисторе при однозвенной входной цепочке не даёт коэффициента сглаживания, мы выбираем схему с двухзвенной входной цепочкой.
Рисунок 1.5 - Схема фильтра с нагрузкой в цепи эмиттера и двойным фильтром на входе
2. РАБОТА ТРАНЗИСТОРНОГО ФИЛЬТРА С НАГРУЗКОЙ ВЦЕПИ ЭМИТТЕРА
Рисунок 2.1 - Транзисторный фильтр с нагрузкой в цепи эмиттера
Фильтры с потребителем в коллекторной цепи применяют при малых нагрузках, т. е. когда сопротивление нагрузки значительно больше выходного сопротивления фильтра. При больших нагрузках выходное сопротивление фильтра становится соизмеримым с сопротивлением нагрузки.
Для уменьшения выходного сопротивления транзисторный фильтр удобно строить на основе эмиттерного повторителя, с включением потребителя в эмиттерную цепь. В результате чего выходное сопротивление становится минимальным и коэффициент усиления по напряжению практически равен единице. Схема требует индивидуальной настройки при замене транзистора.
Коэффициент сглаживания рассматриваемого фильтра ниже, чем у фильтра с нагрузкой в коллекторной цепи. Коэффициент сглаживания можно увеличить, если в схему последовательно с резистором ввести дроссель, либо применить двухзвенную фильтрующую цепочку на входе, либо использовать составной транзистор, либо увеличить число звеньев [1].
3 РАСЧЕТ СХЕМЫ ТРАНЗИСТОРНОГО ФИЛЬТ РА С НАГРУЗКОЙ В ЦЕПИ ЭМИТТЕРА
Согласно исходным данным и выбранной по ним схеме в пункте 1.3 проводится расчет транзисторного фильтра с нагрузкой в цепи эмиттера. Выбирается фильтр на основе эмиттерного повторителя, с включением потребителя в эмиттерную цепь. В таком фильтре выходное сопротивление становится минимальным, и коэффициент усиления по напряжению равен единице.
Пользуясь исходными данными, находится коэффициент сглаживания фильтра по формуле [2]:
Рассчитывается входное напряжение фильтра [2]:
где a и b - относительные изменения входного напряжения,a=0.1,b=0.1;
U' K . H . - напряжение насыщения может быть от 0.5 до 3 В.
Фильтр на одиночном транзисторе при одинарной входной цепочке не даёт K сг =233.3 %, поэтому мы выбираем схему с двухзвенной входной цепочкой.
Рисунок 3.1 - Схема транзисторного фильтра с двухзвенной RC-цепочкой на входе
Наибольшее напряжение на транзисторе будет в момент включения сетевого напряжения:[1]
где I вх I ср , так как ток, потребляемый делителями меньше нагрузочного.
Защиту фильтра не предусматриваем, чтобы упростить схему, поэтому транзистор должен выдерживать напряжение U k б 40.4В при включении. Рассчитаем допустимый ток в режиме короткого замыкания:
Учитывая это, выбирается транзистор типа П213Б[5]. По справочнику [5] находим параметры транзистора: обратный ток эмиттера I эб.об =0,3 мА , постоянное напряжение коллектор - база U k б max =65 В , постоянное напряжение коллектор - эмиттер U k э max =45 В , постоянный ток коллектора I k max =2 А , коэффициент передачи тока 0 =20..60 В, рассеиваемая мощность с теплоотводом P т доп =10 Вт , максимальная температура окружающей среды T доп = +70 С. При повышении температуры окружающей среды на 10 С ток I ко транзистора удваивается. Тогда при t окр =40 С, I ко =1,2 мА.
Транзистор не следует снабжать радиатором, так как рассеиваемая мощность в режиме короткого замыкания не превышает P т доп .
где ; 0 =0,95 - коэффициент передачи по току в схеме с общей базой.[5] Требуемый коэффициент фильтрации рассчитываем по формуле:
Величины ёмкостей конденсаторов, которые обеспечивают K ф =346:
Выбираются конденсаторы марки К50-29, емкостью 100 мкФ с рабочим напряжением 45 В [2]. КПД фильтра рассчитывается по формулам:
Данный транзисторный фильтр относится к числу маломощных преобразователей напряжения. Поскольку данный прибор фильтр принимается в основном для работы с выпрямителем, значит, выбирается для устройства встраиваемое исполнение в виде модуля. Плата привинчивается к передней панели из диэлектрика, на которую с противоположной стороны крепится ручка. На плату крепится устанавливаемый транзистор П213Б, с помощью трех винтов.
Выбирается транзистор типа П213Б и конденсатор К50-20 [4]. Транзисторы применяются для маломощных фильтров с частотой 150 Гц.
Габаритные размеры платы 120120 мм, толщина 25 мм, материал стеклотекстолит общего назначения негорючий фильтрованный СОНФ-2 (ДСТУ 12652-74). Масса изделия около 0,2 кг. Элементы паяются ПОС61 ДСТУ 21931-76. Плату после регулировки необходимо покрыть лаком ЭП-9114 в два слоя[2].
Маркировать и клеймить краской МКЭ черной.
Тип монтажа - печатный, жесткий. Крепеж элементов навесной, вилка присоединяется гибким монтажным проводом с изоляцией спекаемой из пенки (ТУ 16-505.083-78) диаметром 0,1 мм.
Плата закрепляется болтами на металлической раме внутри шкафа или ящика.
Схема включения нагрузки в эмиттерную цепь применяется при больших нагрузках, так как схема с нагрузкой в цепи коллектора, несмотря на все выше описанные достоинства, неспособна, работать при больших нагрузках. Она имеет два важных достоинства: выходное сопротивление такой схемы меньше, чем всех других известных схем включения транзистора, имеет меньший коэффициент сглаживания, чем схема с нагрузкой в цепи коллектора.
Транзисторные схемы наиболее просты. Увеличение габаритов фильтров происходит за счёт необходимости ввода большого радиатора для транзистора, который является основным элементом фильтра. Полупроводниковые приборы перегреваются в процессе работы, что приводит к ухудшению характеристик прибора и снижению быстродействия, а потом к полной негодности, поэтому прибор нуждается в мощном теплоотводе. Транзисторные фильтры широко распространены из-за их простоты и относительной дешевизны.
При расчёте фильтра с нагрузкой в цепи эмиттера были подсчитаны такие основные величины:
-коэффициент сглаживания -К сг =300%
-входное напряжение фильтра - =34,6 В,
-величина сопротивления и ёмкости -=205 Ом, C б 84.69мкФ,
-модуль выходного сопротивления -=25,7Ом.
К50-20 - конденсатор алюминиево-электролитический, общего назначения.
К50-20-предназначен для применения в цепях постоянного и пульсирующего тока также используется в цепях импульсного тока:
-номинальное напряжение U nom =50 B.
Конденсаторы выпускаются в цилиндрических корпусах с разнонаправленными проволочными выводами.
Приложение В. Справочные данные для резисторов
Резистор с металлодиэлектрическим проводящим слоем предназначен для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока в качестве элементов навесного монтажа. Резистор С2-33Н относится к неизолированным, предназначен для использования в качестве навесного элемента гибридных и интегральных микросхем.
С2-33Н- резистор постоянный, общего назначения, металлодиэлектрический.
Приложение Г. Справочные данные для соединителей
Вилка РПС1 предназначена для межблочных и кабельных соединений электрических цепей радиоэлектронной аппаратуры. Для закрепления вилки на печатной плате(или блоках) в их конструкции предусмотрены скобы. Износостойкость вилки РПС1 составляет 100 сочленений-расчленений. Срок сохраняемости в упаковке поставщика, а также встроенных в аппаратуру при хранении их в складских условиях 12 лет.
Критерии классификации электрических фильтров. Проектирование фильтра в виде реактивного четырехполюсника лестничной структуры с нагрузкой на входе и выходе (фильтр Баттерворта). Данные для расчета фильтра. Допустимый разброс параметров фильтра. курсовая работа [1,0 M], добавлен 15.01.2013
Проектирование схемы LC-фильтра. Определение передаточной функции фильтра и характеристики его ослабления. Моделирование фильтра на ПК. Составление программы и исчисление параметров элементов ARC-фильтра путем каскадно-развязанного соединения звеньев. курсовая работа [824,9 K], добавлен 12.12.2010
Классификация фильтров по виду их амплитудно-частотных характеристик. Разработка принципиальных схем функциональных узлов. Расчет электромагнитного фильтра для разъединения электронных пучков. Определение активного сопротивления фазы выпрямителя и диода. курсовая работа [1,3 M], добавлен 11.12.2012
Выделение полезной информации из смеси информационного сигнала с помехой. Математическое описание фильтров. Характеристика фильтра Баттерворта и фильтра Чебышева. Формирование шаблона и определение порядка фильтра. Расчет элементов фильтра высоких частот. курсовая работа [470,3 K], добавлен 21.06.2014
Формулировка требований к частотным характеристикам фильтра. Определение передаточной функции. Исходные данные для решения аппроксимационной задачи. Краткий обзор методов решения. Типы аналоговых фильтров. Структурная схема разработанного устройства. курсовая работа [346,3 K], добавлен 20.11.2013
Разложение периодического сигнала на гармоники. Расчет фильтра для полосы частот с согласованием на выходе с сопротивлением нагрузки Rн. Расчет передаточной функции по напряжению Ku(p), графики АЧХ и ФЧХ фильтра. Расчет переходной характеристики фильтра. курсовая работа [465,5 K], добавлен 21.01.2009
Особенности современной радиотехники под фильтрацией сигналов на фоне помех. Классификация электрических фильтров. Основные методы реализации заданной передаточной функции пассивной цепи. Этапы проектирования фильтра. АЧХ идеального полосового фильтра. курсовая работа [23,2 K], добавлен 17.04.2011
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



Проект транзисторного фильтра с нагрузкой в цепи эмиттера курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Учебное пособие: Структурализм
Реферат: Анатомо-физиологические особенности органов и систем ребенка. Скачать бесплатно и без регистрации
Диссертация На Тему Страхования
Реферат: Лучкай, Михаил Михайлович
Диссертация Свобода В Праве
Реферат: Mafia History Essay Research Paper MafiaI will
Сочинение Про Музыку
Сочинение На Тему Что Называется Памятью Сердца
Курсовая работа по теме Аудит расчетов с бюджетом по налогу на прибыль
Реферат Формирование Культуры Здорового Образа Жизни
Как Правильно Подписать Реферат Школьнику Титульный Лист
Реферат: Средства массовой информации как источник агрессии
Земельный сервитут. Залог земельных участков
Курсовая работа по теме Происхождение нефти и газа
Культура Китая Ценности И Достижения Эссе
Дипломная работа по теме Общая характеристика исковой давности
Контрольная работа по теме Теория вычислительных процессов
Курсовая работа по теме Судебная реформа в Российском государстве на современном этапе
Реферат: Финансовый анализ предприятия 17
Непрерывное Образования Реферат
Фальсифікація та містифікація історії Давньої Русі - История и исторические личности курсовая работа
Основы функции современного российского государства - Государство и право курсовая работа
Интеллектуальная собственность - Государство и право курсовая работа