Ім'я файлу: КОНТР.РАБ конечн1.docx
Розширення: docx
Розмір: 223кб.
Дата: 28.05.2020


Тема занятия

Расчет двухтактного трансформаторного каскада мощного усиления в режиме А

Цель занятия

Овладеть методикой расчета транзисторных каскадов усиления
Исходные данные

Вариант

Рвых, Вт

fн, Гц

Мнт, дБ

Ек, В

Rн, Ом

4

2,4

9000

1,8

10,5

20


Порядок выполнения задания



Принципиальная схема двухтактного каскада мощного усиле- ния в режиме А приведена на рисунке 2.1.



Рисунок 2.1 - Принципиальная схема однотактного транзи- сторного каскада мощного усиления
Расчет двухтактного каскада в режиме А, вследствие симмет- рии схемы, ведут для одного плеча на половину заданной мощно- сти.

Расчет, начинаю с определения мощности сигнала P, , которую который должен.отдавать транзистор

P  Pвых , (2.1)

2т

где т - КПД выходного трансформатора выбирается из таб- лицы 2.1.
Таблица 2.1 - Зависимость т от выходной мощности трансформатора

Выходная мощность межкаскадного или выходного трансфор- матора

т




в стационарных установ- ках с большой продолжи-

тельностью работы

в портативных установ- ках с малой продолжи-

тельностью работы

До 1 Вт

0,7-0,8

0,6-0,75

От 1 до 10 Вт

0,75- 0,85

0,7-0,8

От 10 до 100 Вт

0,84-0,93

0,75-0,85


Выбранное значение т=0,7
P  2,4 = 1,71 [Вт]

2*0,7

Подводимая к транзистору от источника питания мощность составит

P0 P

A

(2.2)

где  A =0,45 - КПД каскада в режиме А.

=3,8 [Вт]

P0 1,71



Для нахождения положения рабочей точки зададимся падени- ем напряжения на сопротивлении первичной обмотки трансформа- тора


Ur1  0,1*10,5 = 1,05 [В]
Ur1  0,1Ек

(2.3)


и падением напряжения на сопротивлении эмиттерной стабилизации

U (0,05  0,3)Ек (2.4)

Выбранный коэффициент 0,1

U 0,1*10,5 = 1,05 [В]
Определяем напряжение покоя цепи коллектор-эмиттер

Uкэ0 Ek Ur1 U (2.5)

Uкэ0  10,5  1,05  1,05 = 8,4 [В]

Максимальное напряжение, которое должен выдержать тран- зистор, составит

Uкэдоп

Uкэ0

(0,3 0,4)

(2.6)

Uкэдоп  8,4 = 21 [В]




0,4


Выбранное значение 0,35

Ориентировочное значение тока покоя определяется зависи- мостью

Iк0ор

3,8

Iк0ор 8445[А]



P0

Uкэ0

(2.7)


Допустимый ток коллектора в режиме А должен быть

Iкдоп 2Iк0ор. (2.8)
Iкдоп 2*0,45

Iкдоп 0,9 [А]

На основании расчетов

Р ,

Р0 , Uкэдоп ,

Iкдоп ,

fв выбирается

транзистор и приводятся его технические параметры:

Pmax , Uкэдоп ,

Uкэнас , Iкдоп , max ,

min ,

fгр , Ск :

Выбранный транзистор КТ817Б


Определяем амплитуду выходного напряжения

Uвых m Uкэm Uкэ0 Uкэ нас
(2.9)

Uвых m Uкэm 8,4 0,6 = 7,8 [В]

и вычисляем необходимую амплитуду выходного тока для обеспе-

чения требуемой выходной мощности


Iкm

2P

Uкэm

. (2.10)



2*1,71

Iкm  7843[А]




По статической входной характеристике транзистора (рисунок 2.3) определяю минимальный ток базы, при котором входная ха- рактеристика транзистора принимает линейную зависимость.



Рисунок 2.3 - Входная характеристика транзистора
Вычисляем минимальный ток коллектора

Iкmin min Iбmin (2.11)

Iк min 405[мА]

Тогда максимальный ток коллектора составит

Iк max Iк min 2Iкm (2.12)

Iк max 200 ( 2*0,43) = 200,86 [мА]

Уточняем значение тока покоя коллектора

Iк0 Iк min Iкm (2.13)
Iк0  200 0,43200,43[мА]

Определяем сопротивление нагрузки выходной цепи переменному току
(2.14)



R к 7,8 = 18 [Ом]

40

Определяем максимальный ток базы (2.15)


Iб max Iкmax

min


= 50 [мА]

Iб max 200,86

40


На семействе входных характеристик отмечаю точку А , со-

ответствующую току

Iб min , и точку Б , соответствующую току

Iб max

и определяю напряжения Uбэ max

и Uбэ min , которые обес-

печивают эти токи.

Определяю средний за период необходимый размах входного тока, который должен обеспечить предыдущий каскад, при наихудшем транзисторе


Iвхm

Iбm

Iб max Iбmin . (2.16)

2




50-5

Iвхт  Iбm = 2 = 22,5 [мА]

[А]





Определяю средний за период размах входного напряжения

Uвхm

1-0,88

Uвхт  Uбэm = 2 = 0,06 [В]

[А]



Uбэm

Uбэ max Uбэ min

2

(2.17)




и напряжение покоя

Uбэ0 Uбэmin Uбэm. (2.18)
Uбэ0 806094[В]
Входная мощность каскада определяется из выражения

(2.19)



22,5*0,06

P вх 35[Вт]

а входное сопротивление транзистора переменному току составит






0,06

RвхТр = 22,5 = 0,02 [Ом] (2.20)

При этом коэффициенты усиления по мощности и по напря- жению можно определить из выражений

Kм

1,71

Kм = 1,35 = 1,21


P Pвх





7,8

Ku = 0,06 = 130





, (2.21)

Значение сопротивления в эмиттерной цепи находится по формуле


Rэ U U

(2.22)

Iэ0 Iк0

2,4

Rэ 200,43 [Ом]

Значения сопротивлений резисторов в цепи смещения транзи- стора определяю следующими выражениями

R2  (5 15) RвхТр , (2.23)

Выбранное значение 10, тогда

R2 50,0020,03 [Ом]

R1 R2 Eк Uбэ0 U (2.24)

Uбэ0 U


0,03*(10,5-0,94-1,05) [Ом]

R1 0,940523
Определяю входное сопротивление каскада переменному току

Rвх

R1R2 RвхТр

R1R2 R1RвхТр R2 RвхТр

. (2.25)


4,23 * 0,03 * 0,002

Rвх  ,230,03,230,020,030,02 232[Ом]
Выходной трансформатор рассчитывают, как трансформатор с активной нагрузкой. Его коэффициент трансформации определяют по формуле
n (2.26)


n = 0,8

Активные сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора находят из выражений

r1

c


1 c

2Rк (1 т) , (2.27)

Коэффициент с=0,6

0,5

r1 51873,3[Ом]
r2 1 Rн (1 т) (2.28)

1 c т


1 0,3

r2 52071 [Ом]
Коэффициент с берут от 0,5 до 0,7.

Необходимую индуктивность первичной обмотки трансфор- матора определяют из выражения

L1 0,16(2Rk r1) , (2.29)




где
0,16 * (2 * 18 – 3,1)

L1 = 9000 * = 0,0004 = 4 * 10-4 [Гн]

L1 = 4 [мГн]
М нт - коэффициент частотных искажений, вносимый

трансформатором в области нижних рабочих частот.

М ,дБ

М  10 20



М 1,8/200,9


(2.30)

Приложение 1

Параметры некоторых транзисторов


Тип транзистора

Pmax ,

Вт

Uкэдоп ,

В

Uкэнас ,

В

Iкдоп ,

А

min

fгр ,

МГц

Ск ,

пФ

КТ815А

10

25

0,6

1,5

40

3

40

КТ817А

25

25

1

3

20

3

115

КТ819А

60

25

2

10

15

3

150


Приложение 2


Входная характеристика транзистора КТ817А




















Uкэ=5 В






































































































Iб, мА
80
60
40
20


0

0,4
0,6
0,8
1,0
Uбэ, В



Приложение 3

Шкала номинальных значений сопротивлений

1,0

1,1

1,2

1,3

1,5

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,7

3,0

3,3

3,6

3,9

4,3

4,7

5,1

5,6

6,2

6,8

7,5

8,2

9,1


Приложение 4

Шкала номинальных значений конденсаторов

0,010

0,012

0,015

0,018

0,022

0,027

0,033

0,039

0,047

0,056

0,068

0,082



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра РТИКС

Дисциплина: «Электроника и схемотехника вычислительных систем»
Отчет контрольной работы на тему:

«РАСЧЕТ ТРАНЗИСТОРНЫХ КАСКАДОВ»

Выполнил: Принял:

ст.гр ІТІРу-19-1 доц.каф. РТИКС

Вотінов К.О. Битченко А.Н.

Харьков 2019
скачати

© Усі права захищені
написати до нас