Расчет усилителя напряжения низкой частоты

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь

Белорусский Государственный Аграрный Технический Университет

Кафедра АСУП

Курсовая работа

"Расчет усилителя напряжения низкой частоты"

Вариант №22

Выполнил студент

1эа группы второго курса АЭФ

Тарасевич П. Г.

Минск 2009

Задание №1

1. Рассчитать усилитель напряжения низкой частоты (каскад предварительного усиления), работающую на входную цепь следующего каскада, выполненного на таком же транзисторе. Транзисторы включены по схеме с общим эмиттером и имеют эмиттерную стабилизацию точки покоя.

2. Смоделировать и исследовать рассчитанную схему на ПЭВМ, уточнить параметры элементов схемы, получить временные диаграммы, амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики с помощью программы "Microcap".

Исходные данные для расчета приведены в таблице 1, где последовательно приведены следующие параметры усилительного каскада:

1. Тип транзистора и его зарубежный аналог.

2. Uвх – входное напряжение, В.

3. KU – коэффициент усиления по напряжению.

4. EK – напряжение питания, В.

5. fн – низшая рабочая частота, Гц.

В результате расчета определить (Приложение А, рисунок 1):

1. Параметры элементов схемы: Rk, Rэ, R1, R2.

2. Определить емкости разделительных конденсаторов C1, C2, и блокировочного конденсатора Cэ.

В результате моделирования и исследования на ПЭВМ:

1. Создать принципиальную электрическую схему усилителя.

2. Уточнить параметры элементов схемы для получения заданного коэффициента усиления.

3. Получить временные диаграммы для входного и выходного напряжений (зависимость Uвх от времени t и зависимость Uвых от времени t).

4. Получить АЧХ и ФЧХ.

Исходные данные:

1. КТ3108В (2N3250A)

2. Uвх = 200mB;

3. KU = 3.5;

4. Ek = 14B;

5. fн = 200Гц ;

6.=100 ;

7. =60 В.

Производим выбор режима работы транзистора по постоянному току.

Находим амплитуду тока коллектора Ikm , для этого определяем:

− значение выходного напряжения:

Uвых =Uвх ⋅ KU=0,2∙3,5=0,7 В;

− сопротивление коллектора выбираем из условия:

Rk ≈ (0.5 ÷ 2)kOм

Выбираем Rk ≈ 1kOм .

где RH– сопротивление на выходе усилительного каскада (сопротивление нагрузки или по-другому, входное сопротивление следующего каскада);

При определении RH исходим из условия:

Rk >> RH.

Определив ориентировочно RH , проводим проверку правильности выбранного значения:

RH=0,05∙ Rk=0,05∙1000=50 Ом.

Ikm=0.7/50=14 мА.

Определим постоянную составляющую тока коллектора:

Iko≥14 мА∕0,7=20 мА.

Значение Uкэ0 принимаем равным типовому значению Uкэ0 = −5В.

На выходных характеристиках (Приложение А, рисунок 2) отмечаем точку покоя П с координатами Ik0, Uкэ0 и находим Iб0 Эту точку П переносим на семейство входных характеристик (Приложение А, рисунок 3) и определяем при данных Iб0 и Uкэ0 значения напряжения база-эмиттер Uбэ0.

Определяем входное сопротивление транзистора с ОЭ переменному току по входной характеристике транзистора. Для этого проводим касательную в рабочей точке (на семействе входных характеристик касательная проводится ближе к прямолинейному участку, рисунок 3) и находим тангенс угла наклона в этой точке, т.е. ΔUбэ и ΔIб.

Rвх э= ΔUбэ∕ ΔIб=0,06 В∕0,2 мА=300 Ом.

Определяем общее сопротивление коллекторной цепи постоянному току: