МАТИ — Российский Государственный АвиационныйТехнологический
Университет им. К. Э. Циолковского
Кафедра “Микропроцессорные системы, электроника иэлектротехника”
Курсовая работа
“Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром итранзисторного 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 Расчетполупроводникового выпрямителя с фильтром.
1.2 Расчётная схемасогласноварианту:
/>
1.3 Исходные данныесогласно варианту:
/>
/>
Примечание: Uнср — среднее напряжение нанагрузке; Iнср — средний ток через нагрузку; qф — коэффициент пульсации выпрямителя с фильтром.
Значения коэффициентоврасчета 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; К2 — коэффициент расчета Iдmax; К3 — коэффициентрасчета U2; К4 — коэффициент расчета Pp; m — номеросновной гармоники (гармоники наинизшей частоты) выпрямленного тока; q — коэффициентпульсации выпрямителя без фильтра.
1.4 Расчётсопротивления нагрузки RН и средней мощности Pн, выделяемой на нагрузке.
/>
1.5Расчёт максимального обратного напряжения на диоде Uдmax и максимального прямого тока через диодIдmax.
/>
1.6 Расчётдействующих значений напряжений на первичной U1 и вторичной U2обмотках трансформатора, коэффициента трансформации по напряжению nU,потребляемой мощности трансформатора Pp.
/>
1.7Расчёт коэффициента фильтрации Sкф и ёмкости фильтра Сф.
/>
1.8Расчёт постоянной времени tф переходного процесса в фильтре
/>
1.9Выбор полупроводникового диода по результатам расчета.
В соответствии с полученными результатами был выбран выпрямительный диод(кремниевый) из «Справочника по электронике» Ток, мА Напряжение, 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 работывыпрямителя с фильтром по расчётным даннымвмасштабе.
/>
Группа: 6ПВК-II-28
Студент: Гаврилин Дмитрий
Вариант: А-4
2.1Расчёт транзисторного усилителя
2.2 Расчётная схематранзисторного 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 - токколлектора;
iБ — токбазы;
iЭ — токэмиттера;
iн — токнагрузки.
2.3 Исходные данные длярасчёта согласно варианту.
Uп= 20 В(напряжение питания), ¦В= 3.104 Гц (высшая частота полосы частот усиливаемого сигнала) , Iкм= 0.03 А; Евх=0.01 в;
Rн= 800 Ом
2.4 Предварительныйвыбор транзистора по таблице 6.
Используются неравенства
Iкм гр
(где Iкм — максимальный ток коллектора транзистора;Uп — постоянное напряжение питания усилителя; ¦в — верхняя рабочая частота усилителя.)
Так как для транзистораКТ-801, который имеет параметры
I’ км = 2; U’кэм =60; ¦гр =107, неравенства выполняются , то
выбираем транзисторКТ-801 (0.03
Значения параметров транзистора
(справочные данные) Тип
I’км,
А
U’кэм,
В
P’км,
Вт
¦r,
Гц
h11,
Ом
h21,
-
h12,
-
h22,
См 5 КТ801 2.00 60 5.00
107 100 60 0.005
10-1
2.5Расчет 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 покояэмиттера (эмиттер — масса);
UЭП = (0.1 ¸ 0.2) /UП = 0.2 /UП =0.2 /20= 0.01 В
д) Напряжение покояколлектора — эмиттера;
UКЭП=0.5*UП — UЭП=10-0.01=9.99 В
е) Мощность, выделяемая натранзисторе в режиме покоя(мощность рассеяния);
PТП=UКЭП*IКП=9.99*0.015=0.149Вт
2.6Расчёт цепи RЭ, СЭобратной отрицательной связи по постоянному току;
а) Расчёт Rэ(сопротивление резистора в цепи обратной отрицательной связи)
/>
б) Расчёт Сэ (емкостьконденсатора в цепи обратной отрицательной связи)
/>
2.7 Проверка правильностивыбора трансформатора по мощности рассеяния, используя неравенство PТП ’КМ(где P’КM=5Вт из таблицы 6 для транзистора КТ-801, а PТП= 0.149из расчетов)
0.149.00
неравенство выполняетсяследовательно транзистор выбран правильно .
2.8 Расчёт сопротивленияRKв цепи коллектора.
/>
2.9 Расчёт сопротивлений RБ1,RБ2 делителя напряжения в цепибазы и напряжения смещения UБЭП
Rб1 = h21. RК = 60. 1300= 78000 =78 кОм
Rб2 » 0.25. Rб1 = 0.25. 78000 =19.5 кОм
/>
Напряжение смещения набазе
UБЭП = URБ1 — UЭП = 4 — 0.01 = 3.99 В
2.10 Расчёткоэффициентов усиления усилителя .
а) По напряжению
/>
где, h21=60- коэффициент усиления по току транзистора
h11=100- входное сопротивление транзистора
h22=10-1 — выходная проводимостьтранзистора из таблицы 6.
б) По току
K i = h21= 60
в) По мощности
/>
2.11 Расчёт входного RВХи выходного RВЫХсопротивленийусилителя
/>
/> Ом
2.12 Расчёт выходногонапряжения
/>
2.13 Построениевходной /> , выходной />
и переходной /> характеристик в масштабе />
2.14 Построение вмасштабе временных графиков процесса усиления с использование исходных ирасчетных данных и характеристик, построенных в п. 2.10.
При этом />
/>
/>