Каталог :: Радиоэлектроника

Курсовая: Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром и транзисторного усилителя

          МАТИ - Российский Государственный Авиационный Технологический          
                       Университет им. К. Э. Циолковского                       
        Кафедра “Микропроцессорные системы, электроника и электротехника”        
                             Курсовая работа                              
     “Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром и транзисторного усилителя” 
                       по дисциплине “Схемотехника”                       
                                                              Группа: 6ПВК-II-28
                                                       Студент: Гаврилин Дмитрий
                                                                    Вариант: А-4
Выполнил  “ “ 199 г.
Сдано на кафедру             “ “ 199 г.
Проверил  “ “ 199 г.
                                                              Группа: 6ПВК-II-28
                                                       Студент: Гаврилин Дмитрий
                                                                    Вариант: А-4
     1.1 Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром.
     
     1.2 Расчётная схема согласно варианту:  
     
     1.3 Исходные данные согласно варианту:  
     
     
Примечание: Uнср - среднее напряжение  на нагрузке; Iнср -
средний ток через нагрузку; qф - коэффициент пульсации выпрямителя с
фильтром.
Значения коэффициентов расчета электрических величин.
     
Коэффициенты расчета
Вид выпрямителя

К1

К2

К3

К4

m

q

Двухполупериодный

1.57

1.57

1.10

0.80

2.00

0.67

Примечание. К1 - коэффициент расчета Uдmax; К 2 - коэффициент расчета Iдmax; К3 - коэффициент расчета U2; К4 - коэффициент расчета Pp ; m - номер основной гармоники (гармоники наинизшей частоты) выпрямленного тока; q - коэффициент пульсации выпрямителя без фильтра. 1.4 Расчёт сопротивления нагрузки RН и средней мощности Pн, выделяемой на нагрузке. 1.5 Расчёт максимального обратного напряжения на диоде Uдmax и максимального прямого тока через диод Iдmax. 1.6 Расчёт действующих значений напряжений на первичной U 1 и вторичной U2 обмотках трансформатора, коэффициента трансформации по напряжению nU, потребляемой мощности трансформатора Pp. 1.7 Расчёт коэффициента фильтрации Sкф и ёмкости фильтра Сф. 1.8 Расчёт постоянной времени tф переходного процесса в фильтре 1.9 Выбор полупроводникового диода по результатам расчета. В соответствии с полученными результатами был выбран выпрямительный диод (кремниевый) из «Справочника по электронике»
Ток, мАНапряжение, В
Тип выпрямительного диода

максимальный средний выпрямительный Iвп.ср.ma, мА

постоянный обратный ток Iорб, мА

максимальное постоянное обратное Uобр.max, В

постоянное прямое Uпр, В

Диапазон рабочих температур

КД202А

5*103

0.8

35

0.9

-60 ¸ +130

1.10 Графики работы выпрямителя с фильтром по расчётным данным в масштабе. Группа: 6ПВК-II-28 Студент: Гаврилин Дмитрий Вариант: А-4 2.1 Расчёт транзисторного усилителя 2.2 Расчётная схема транзисторного усилителя . На схеме обозначены: Uп - постоянное напряжение питания усилителя; Rк - резистор в цепи коллектора; Rэ - резистор в цени обратной отрицательной связи по току; Cэ - конденсатор, шунтирующий резистор Rэ по переменному ток; RБ1,RБ2 - резисторы делителя напряжения а цепи базы; CР1,CР2 - разделительные конденсаторы в цепях входного и выходного сигналов, соответственно; Rн - резистор нагрузки; Eвх - действующее значение ЭДС источника входного сигнала; Uвх - действующее входное синусоидальное напряжение (входной сигнал); Uвых - действующее выходное синусоидальное напряжение (выходной сигнал); iк - ток коллектора; iБ - ток базы; iЭ - ток эмиттера; iн - ток нагрузки. 2.3 Исходные данные для расчёта согласно варианту. Uп= 20 В (напряжение питания), ¦В= 3. 104 Гц (высшая частота полосы частот усиливаемого сигнала) , I км= 0.03 А; Евх=0.01 в; R н= 800 Ом 2.4 Предварительный выбор транзистора по таблице 6. Используются неравенства Iкм < I’ км ; Uп < U’ кэм ; ¦в < ¦ гр (где Iкм - максимальный ток коллектора транзистора; Uп - постоянное напряжение питания усилителя; ¦в - верхняя рабочая частота усилителя.) Так как для транзистора КТ-801 , который имеет параметры I’ км = 2 ; U’ кэм =60 ; ¦ гр =107 , неравенства выполняются , то выбираем транзистор КТ-801 (0.03 < 2; 20 < 60; 3 . 104 < 107) Значения параметров транзистора (справочные данные)
Тип

I’км,

А

U’кэм,

В

P’км,

Вт

¦r,

Гц

h11,

Ом

h21,

-

h12,

-

h22,

См

5КТ8012.00605.00

107

100600.005

10-1

2.5 Расчет параметров режима покоя а) Коллекторный ток покоя; Iкп = 0.5 Iкм = 0.5 . 0.03 = 0.015 А б) Ток покоя базы где h 21 - коэффициент усиления по току из таблицы 6. в) Ток покоя эмиттера; IЭП = IКП + IБП = 0.015 + 0.00025 = 0.01525 А г) Напряжение покоя эмиттера (эмиттер - масса); UЭП = (0.1 ¸ 0.2) / UП = 0.2 / UП = 0.2 / 20 = 0.01 В д) Напряжение покоя коллектора - эмиттера; UКЭП=0.5*UП - UЭП=10-0.01=9.99 В е) Мощность, выделяемая на транзисторе в режиме покоя(мощность рассеяния); PТП=UКЭП*IКП=9.99*0.015=0.149 Вт 2.6 Расчёт цепи RЭ, СЭ обратной отрицательной связи по постоянному току; а) Расчёт Rэ (сопротивление резистора в цепи обратной отрицательной связи) б) Расчёт Сэ (емкость конденсатора в цепи обратной отрицательной связи) 2.7 Проверка правильности выбора трансформатора по мощности рассеяния, используя неравенство PТП < P’ КМ ( где P’ КM =5 Вт из таблицы 6 для транзистора КТ-801, а PТП = 0.149 из расчетов) 0.149< 5.00 неравенство выполняется следовательно транзистор выбран правильно . 2.8 Расчёт сопротивления RK в цепи коллектора. 2.9 Расчёт сопротивлений RБ1, RБ2 делителя напряжения в цепи базы и напряжения смещения UБЭП Rб1 = h21 . RК = 60 . 1300= 78000 = 78 кОм Rб2 » 0.25 . Rб1 = 0.25 . 78000 = 19.5 кОм Напряжение смещения на базе UБЭП = URБ1 - UЭП = 4 - 0.01 = 3.99 В 2.10 Расчёт коэффициентов усиления усилителя . а) По напряжению где , h21=60 - коэффициент усиления по току транзистора h11=100 - входное сопротивление транзистора h22=10-1 - выходная проводимость транзистора из таблицы 6. б) По току K i = h21 = 60 в) По мощности 2.11 Расчёт входного RВХ и выходного RВЫХ сопротивлений усилителя Ом 2.12 Расчёт выходного напряжения 2.13 Построение входной , выходной и переходной характеристик в масштабе 2.14 Построение в масштабе временных графиков процесса усиления с использование исходных и расчетных данных и характеристик, построенных в п. 2.10. При этом