Дипломная работа

от 20 дней
от 9999 рублей

Заказать

Курсовая работа

от 10 дней
от 1999 рублей

Заказать

Реферат

от 3 дней
от 699 рублей

Заказать

Контрольная работа

от 3 дней
от 99 рублей
за задачу

Заказать

Диссертация

Сроки и стоимость индивидуальные

Заказать

Главная - Электроника - Разработать усилитель медленноменяющегося знакопеременного напряжения на базе ОУ и транзисторного каскада

Разработать усилитель медленноменяющегося знакопеременного напряжения на базе ОУ и транзисторного каскада Электроника. Курсовая

  • Тема: Разработать усилитель медленноменяющегося знакопеременного напряжения на базе ОУ и транзисторного каскада
  • Автор: Юлия
  • Тип работы: Курсовая
  • Предмет: Электроника
  • Страниц: 22
  • Год сдачи: 2009
  • ВУЗ, город: не указан
  • Цена(руб.): 1500 рублей

Заказать персональную работу

Выдержка

Министерство образования и науки РФ Московский Государственный Открытый Университет Факультет информатики и радиоэлетроники Кафедра информационных систем и измерительных технологий Курсовая работа по дисциплине: «Электроника и микропроцессорная техника.Часть1» Тема: «Разработать усилитель медленноменяющегося знакопеременного напряжения на базе ОУ и транзисторного каскада» Задание №2 Выполнил (а) студент (ка) … курса специальность 200106 Ф.И.О…………….. шифр …………….. Руководитель курсовой работы ____________________ Студент _____________________ «___» __________ 2009 г. Руководитель _____________________ «___» __________ 2009 г. Москва, 2009 г. Содержание ВВЕДЕНИЕ 3 1. Начальные данные задания 4 2. Назначение и принцип работы схемы 5 2.1 Расчет 6 3. Структурная схема 10 4. Функциональная схема 14 5. Принципиальная электрическая схема 14 Список литературы 20 ВВЕДЕНИЕ Операционные усилители (ОУ), являющиеся практически идеальными усилителями напряжения, находят широкое применение в аналоговой схемотехнике. Несмотря на ряд ограничений, присущих реальным ОУ, при анализе и синтезе большинства схем используют идеальные модели операционных усилителей, считая, что: коэффициент усиления дифференциального напряжения бесконечно велик и не зависит от частоты сигнала; коэффициент усиления синфазного сигнала равен нулю; сопротивление по обоим входам бесконечно велико; отсутствует напряжение смещения нуля и его дрейф; скорость изменения выходного напряжения бесконечно велика. Параметры реальных ОУ несколько хуже. Однако знание реальных значений параметров конкретного операционного усилителя позволяет достаточно просто оценить погрешность схемы и решить вопрос о целесообразности использования данного ОУ в конкретном устройстве. 1. Начальные данные задания Задание №2 Разработать усилитель медленноменяющегося знакопеременного напряжения на базе ОУ и транзисторного каскада по данным: , – шаг изменения диапазона; Условное обозначение для программы: A , – шаг изменения диапазона; Условное обозначение для программы: B , – шаг изменения диапазона; Условное обозначение для программы: C , – шаг изменения диапазона; Условное обозначение для программы: D Rн –допустимое значение сопротивления нагрузки ОУ; Rвх – входное сопротивление транзисторного каскада; Rи – внутреннее сопротивление источника входного сигнала; KU – коэффициент усиления напряжения; 2. Назначение и принцип работы схемы Для начала полного изучения принципа работы всей схемы, выберем схему выходного транзисторного каскада усилителя (рекомендуется двухтактный миттерный повторитель на транзисторах с дополнительной симметрией), данная схема: Рассмотрев данную схему, выбираем ее тип: n-p-n типа КТ3130А с параметрами: Pк.макс=200 мВт, Iк.макс=200 мА, h21 = 200: Ток эмиттера является входным током, ток коллектора – выходным. Выходной ток составляет часть входного, т.е. 2.1 Расчет где - коэффициент передачи тока для схемы ОБ; 1. Входное сопротивление h11 = U1/I1=5 при U2 = const. (4.4) представляет собой сопротивление транзистора переменному входному току при котором замыкание на выходе, т.е. при отсутствии выходного переменного напряжения. 2. Коэффициент обратной связи по напряжению: h12 = U1/U2=100 при I1 = const. (4.5) показывает, какая доля входного переменного напряжения передается на вход транзистора вследствие обратной связи в нем. 3. Коэффициент усилия по току (коэффициент передачи тока): h21 = I2/I1=10 при U2 = const. (4.6) показывает усиление переменного тока транзистором в режиме работы без нагрузки. 4. Выходная проводимость: h22 = I2/U2= 200 при I1 = const. Поскольку выходной ток меньше входного, то коэффициент 1. Он показывает, какая часть инжектированных в базу носителей заряда достигает коллектора. Обычно величина  составляет 0,950,995. Из принципа действия транзистора известно, что через вывод базы протекают во встречном направлении две составляющие тока (рис. 4.6): обратный ток коллекторного перехода Iко и часть тока эмиттера (1 − )Iэ. В связи с этим нулевое значение тока базы (IБ = 0) определяется равенством указанных составляющих токов, т.е. (1 − )Iэ = Iко. Нулевому входному току соответствуют ток эмиттера Iэ=Iко/(1−)=(1+)Iко и ток коллектора: Транзистор может работать в трех режимах в зависимости от напряжения на его переходах. При работе в активном режиме на эмиттерном переходе напряжение прямое, а на коллекторном – обратное.Режим отсечки, или запирания, достигается подачей обратного напряжения на оба перехода (оба р-n- перехода закрыты). Если же на обоих переходах напряжение прямое (оба р-n- перехода открыты), то транзистор работает в режиме насыщения. выбрать тип операционного усилителя по критериям: Uп1,2 =Uк , где Uп является допустимым напряжением питания для ОУ, Uк – напряжения коллекторного питания выходного каскада; Rн  0,1Rвх, В справочниках обычно не приводится семейство входных характеристик, а даются лишь характеристики для UКЭ = 0 и для некоторого UКЭ  0. Входные характеристики для различных UКЭ, превышающих 1В, располагаются очень близко друг к другу. Поэтому расчет входных токов и напряжений можно приближенно делать по входной характеристике при UКЭ  0, взятой из справочника. На эту кривую переносятся точки А, То и Б выходной рабочей характеристики, и получаются точки А1, Т1 и Б1 . Рабочая точка Т1 определяет постоянное напряжение базы UБЭП и постоянной ток базы IБП. Сопротивление резистора RБ (обеспечивает работу транзистора в режиме покоя), через который от источника ЕК будет подаваться постоянное напряжение на базу: В активном (усилительном) режиме точка покоя транзистора То находится примерно посередине участка линии нагрузки АБ, а рабочая точка не выходит за пределы участка АБ. В рассматриваемой упрощенной теории коэффициенты a , a I , b , b I считаются постоянными, однако опыт показывает, что они изменяются, как при изменении тока связи iЭ-К (на практике рассматривают зависимость от тока эмиттера iЭ, отличающегося от тока связи на несколько процентов, но легко измеряемого), так и от обратного напряжения на коллекторном переходе uКП. Типичный вид зависимостей для b показан на рис.1. (Коэффициент a изменяется аналогично, но его изменениями можно пренебречь, так как a » 1. Пример: если a =0,99, то b = a /(1- a) =99 , а при a =0,98 b =49. Таким образом, изменению a на 1% соответствует изменение b примерно в 2 раза). В области малых токов эмиттера (рис.1 , участок 1) спад b связан с рекомбинацией носителей в самом эмиттерном переходе; в области больших токов (участок 3) уменьшение b связано с увеличением концентрации дырок в базе и возрастанием дырочной составляющей тока эмиттерного перехода. Возрастание b с увеличением обратного напряжения на коллекторе вызвано уменьшением ширины базы и рекомбинационных составляющих токов.Точка пересечения линии нагрузки с одной из статических ВАХ называется рабочей точкой транзистора. Изменяя IБ, можно перемещать ее по нагрузочной прямой. Начальное положение этой точки при отсутствии входного переменного сигнала называют точкой покоя – Рис. 1 Выбор схемы выпрямителя Определим сопротивление нагрузки: Rн = Ud н / Id н; Rн = = 10 Ом. Выпрямленная мощность Pd = Ud н •Id н; Pd =160 • 16 = 2 560 Вт. При мощностях, превышающих 1 кВт, рекомендуется применять выпрямители трехфазного тока. Для уменьшения размеров трансформатора и фильтра выбираем схему Ларионова, имеющую высокие технико-экономические показатели. Выбор вентилей Для выбранной схемы определим средний ток через диод: ; А Ориентировочное значение обратного напряжения на вентиле Uобр m > 1,045 Ud н. Принимаем Uобр m = 1,1•1,045Ud н; Uобр m = 1,1•1,045•160 = 183,92 В. По справочным данным выбираем тип вентиля. В данном случае подходит диод типа Д215А (6 вентилей, по одному вентилю в каждом плече моста), который имеет следующие параметры: номинальный прямой ток Iа н = 10 А; прямое падение напряжения Uа = 1 В; допустимое обратное напряжение Uобр доп =200 В; среднее значение обратного тока Iобр = 3 мА. Выбор и расчет схемы фильтра В трехфазных схемах выпрямления средней и большой мощности наиболее целесообразно использовать сглаживающий фильтр с индуктивной реакцией, т. е. начинающийся с дросселя. Необходимый коэффициент сглаживания фильтра с учетом явления коммутации где k п вх – коэффициент пульсаций на выходе вентильной группы. Для трехфазной мостовой схемы выпрямления Ларионова kп = 0,057. Тогда коэффициент сглаживания S = (1,5,...,2,0) = 20,5. Так как S>20 выбираем Г-образный LС-фильтр. Для схемы Ларионова fо.г = 300 Гц. Рассчитываем минимальное значение индуктивности дросселя, Гн Гн. Определяем значение емкости конденсатора, мкФ . 3. Структурная схема По графикам определим и значения: Iб0=0,3 мА; ±Im б = ±0,5 (Iб max – Iб min); Im б = 0,5 (0,5– 0,1) = 0,2 мА; Iк0=22 мА; ±Im к = ±0,5 (Iк max – Iк min); Im к = 0,5 (34-8) =13 мА; Iэ0 = Iб0+Iк0; Iэ0=0,0003+0,022 = 0,0223 А; Uбэ0=0,24 В; ±Um бэ = ±0,5 (Uб max – Uб min); Um бэ = 0,5 (0,275 - 0,18) = 0,095 В. Uкэ0 = 6,2 B ±Um кэ = ±Um вых = ±0,5(Uкэ max – Uкэ min). Um кэ = 0,5(10,4 - 2,0) = 4,2 B. Рассчитаем значения hэ-параметров для схемы с общим эмиттером: h11э = h11б / (1+h21б); h11э = 25 / (1+(-0,98)) = 1250 Ом. h12э = (h11бh22б – h12бh21б – h12б) / (1+h21б); h12э = (25 1 10-6 – 2 10-3 (-0,98) – 2 10-3) / (1-0,98)= -0,00075. h21э = – h21б / (1+h21б); h21э = – (-0,98) / (1-0,98) = 49. h22э = h22б / (1+h21б); h22э = 1 10-6 / (1-0,98)=1 10-5 См Для схемы включения транзистора с общим эмиттером определим входное сопротивление транзистора: rвх транз = h11э; rвх транз =1250 Ом. Определим коэффициент передачи тока:  = h21э;  = 49. Рассчитаем значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов: Rэ = (0,2,…,0,3) Eк / Iэ0; При подстановке значений получаем: Rэ = 0,25 / 0,0223 = 151,35 Ом. Принимаем Iдел = (2,…,5) Iб0; Iдел = 3,5 0,0003 = 0,00105 А. Рассчитаем делитель напряжения на резисторах R1 и R2: R1 = (Iэ0Rэ + Uбэ0) / Iдел; R1 =(0,0223 151,35 + 0,24) / 0,00105 = 3442,95 Ом. R2 = (Eк – IделR1) / (Iдел + Iб0); R2 = (13,5 – 0,00105 3442,95) / (0,00105 + 0,0003) = 7323,15 Ом Рассчитаем напряжение, позволяющее регулировать разность потенциалов Uкэ. Rк = (Eк – Uкэ0 – Iэ0Rэ) / Iк0; Rк = (13,5 – 6,2–0,0223 151,35)/0,022 = 178,4 Ом. Рассчитаем эквивалентное сопротивление базовой цепи для переменной составляющей входного тока: Rб = R1R2 / (R1+R2); Rб = 3442,95 7323,15/(3442,95 + 7323,15) = 2341,9 Ом. Значения емкости конденсаторов при частотной полосе входного сигнала в пределах fн = 100 Гц, fв = 10000 Гц определяются так: Cэ = 107 / [(1,…,2)2fнRэ]; Cр1 = Cр2 = 107 / [(1,…,2)2fнRкаск вх], где Cэ, Cр1 и Cр2 – в мкФ. При подстановке значений получаем: Cэ = 107 / [1,5 2 3,14 100 151,35] = 76,75 мкФ. Определим параметры усилительного каскада. Рис. 2 . Расчетные значение (графическое постраение) Входное и выходное сопротивления каскада определяются следующим образом: Rкаск вх = Rбrвх.транз / (Rб + rвх.транз); Rкаск вх = 2341,9 1250/ (2341,9+1250) = 815 Ом. Rкаск вых = Rк / (1 + h22эRк); Rкаск вых = 178,4 / (1+1 10-5 ) = 178,08 Ом. Cр1 = Cр2 = 107 /[1,5 2 3,14 100 815] = 13,03 мкФ . Коэффициенты усиления каскада без дополнительной внешней нагрузки, а также без учета внутреннего сопротивления источника входного сигнала имеют вид: KI = Iвых / Iвх  ; KI=49. KU = – ( Rк) / Rкаск вх; KU = – (49 ) /815 = -10,73. KP = KIKU; KP=49 (-10,73) = –525,6. Полезная выходная мощность каскада Pвых = 0,5 (Um вых)2 / Rк; Pвых = 0,5 (4,2)2 / 178,4 = 0,0494 Вт. Полная мощность, расходуемая источником питания, P0 = Iэ0Eк + I2дел (R1 + R2) + I2б0R2; P0 =(0,00105)2 (3442,95 + 7323,15) +(0,0003)2= 0,314 Вт. Вычислим электрический КПД усилительного каскада э = (Pвых / P0) 100%; э = (0,0494/ 0,314) 100% = 15,7%. Вычислим коэффициент нестабильности каскада по коллекторному току (желательно, чтобы он был меньше) S =  / (1+); где  = Rэ / (Rб + Rэ).  = 151,35/ (2341,9 + 151,35) = 0,061; S =49 / (1+49 0,061) = 12,33. S  (Rб + Rэ) / [(1+h21б) Rб + Rэ], S  ( 2341,9 + 151,35) / ((1-0,98) 2341,9 + 151,35) = 12,58. 4. Функциональная схема 5. Принципиальная электрическая схема Рис. 4.Входные характеристики КТ3140А транзистора с ОЭ. Рис. 5. Выходные характеристики КТ3140А транзистора с ОЭ. Временные диаграммы Таблица элементов Поз. обоз. Наименование Кол Примечание R резистор С2-24-0.25-200Ом 1% 1 VD стабилитрон Д814В 1 Поз. обоз. Наименование Кол Примечание Резисторы R1 С2-22-0.125-680Ом 0.5% 1 R2 C2-23-0.125-8.2КОм 5% 1 VD стабилитрон 2С213Б 1 Поз. обоз. Наименование Кол Примечание Конденсаторы C1 К50-3-60В-510мкФ 1 C2 К50-3-60В-22мкФ 1 C3 то же 1 Дроссели L1 1 L2 1 Поз. обоз. Наименование Кол Примечание Резисторы R1 С2-23-0.125-6.2кОм 5% 1 R2 С2-23-0.125-18КОм 5% 1 R3 СП3-10М-0.25-2.4МОм 10% 1 Подбирается при настройке R4 С2-23-0.125-5.1кОм 5% 1 Конденсаторы C1 К53-4А-0.22мкФ 10% 1 C2 К53-4А-0.1мкФ 10% 1 Транзисторы VT1 МП111А 1 VT2 МП111А 1 Поз. обоз. Наименование Кол Примечание Резисторы R1 С2-24-0.25-2.4кОм 1% 1 R2 С2-22-0.125-430Ом 1% 1 R3 С2-27-1.0-60Ом 0.5% 1 R4 С2-27-0.5-75Ом 0.5% 1 R5 С2-24-0.5-51Ом 5% 1 Конденсаторы C1 К50-6-100В-2200мкФ 10% 1 C2 К73-11-15мкФ 5% 1 C3 К50-6-50В-1.2мкФ 10% 1 C4 К53-4А-0.33мкФ 10% 1 VT1 транзистор МП25А 1 Поз. обоз. Наименование Кол Примечание Резисторы R1 С2-23-0.125-4.3кОм 1% 1 R2 С2-23-0.125-56кОм 1% 1 R3 СП3-10М-0.25-10кОм 10% 1 Подбирается при настройке R4 С2-23-0.125-5.6кОм 1% 1 R5 С2-23-0.125-620кОм 1% 1 Конденсаторы C1 К10-17-0.02мкФ 5% 1 C2 К53-1-3.9мкФ 10% 1 Диоды VD1 КД522Б 1 VD2 КД522Б 1 DA микросхема 140УД6 1 Список литературы 1. Красько А.С. Проектирование аналоговых электронных устройств - Томск: ТУСУР, 2000. - 29с. 2. Мамонкин И.Г. Усилительные устройства. Учебное пособие для вузов - М.: Связь, 1977. - 360с. 3. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности. Справочник / А.А. Зайцев, А.И. Миркин; Под ред. А.В. Голомедова. - М.: Радио и связь, 1989. - 640с. 4. Титов А.А. Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию для студентов радиотехнических специальностей. - Томск: Томск. ТУСУР, 2002. - 47с. 5. Цыкин Г.С. Усилительные устройства. - М.: Связь, 1971. - 367с. 6. Методические указания к самостоятельным занятиям по курсу электроники / В.В. Харламов, Р.В. Сергеев, П.К. Шкодун; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 44с. 7. Общая электротехника / Под ред. А.Т. Блажкина. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 592 с. 8. Электротехника / Под ред. В.Г. Герасимова. М.: Высшая школа, 1985. 480с. 9. Основы промышленной электроники / Под ред. В.Г. Герасимова. М.: Высшая школа, 1986. 336 с.

Содержание

Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Начальные данные задания 4
2. Назначение и принцип работы схемы 5
2.1 Расчет 6
3. Структурная схема 10
4. Функциональная схема 14
5. Принципиальная электрическая схема 14
Список литературы 20

Литература

Список литературы

1. Красько А.С. Проектирование аналоговых электронных устройств - Томск: ТУСУР, 2000. - 29с.
2. Мамонкин И.Г. Усилительные устройства. Учебное пособие для вузов - М.: Связь, 1977. - 360с.
3. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности. Справочник / А.А. Зайцев, А.И. Миркин; Под ред. А.В. Голомедова. - М.: Радио и связь, 1989. - 640с.
4. Титов А.А. Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию для студентов радиотехнических специальностей. - Томск: Томск. ТУСУР, 2002. - 47с.
5. Цыкин Г.С. Усилительные устройства. - М.: Связь, 1971. - 367с.
6. Методические указания к самостоятельным занятиям по курсу электроники / В.В. Харламов, Р.В. Сергеев, П.К. Шкодун; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 44с.
7. Общая электротехника / Под ред. А.Т. Блажкина. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 592 с.
8. Электротехника / Под ред. В.Г. Герасимова. М.: Высшая школа, 1985. 480с.
9. Основы промышленной электроники / Под ред. В.Г. Герасимова. М.: Высшая школа, 1986. 336 с.

Форма заказа

Заполните, пожалуйста, форму заказа, чтобы менеджер смог оценить вашу работу и сообщил вам цену и сроки. Все ваши контактные данные будут использованы только для связи с вами, и не будут переданы третьим лицам.

Тип работы *
Предмет *
Название *
Дата Сдачи *
Количество Листов*
уточните задание
Ваши Пожелания
Загрузить Файлы

загрузить еще одно дополнение
Страна
Город
Ваше имя *
Эл. Почта *
Телефон *
  

Название Тип Год сдачи Страниц Цена
Схема линии задержки на базе логических элементов Курсовая 2009 11 1500
Разработать схему линии задержки на базе логических элементов Курсовая 2009 14 1500
Влияние старения элементов приемопередающего модуля АФАР на ее диаграмму направленности Курсовая 2009 24 1500
Автоматизация печи КС Курсовая 2009 52 1500
Разработка конструкции печатной платы типового элемента замены ЭВМ с использованием САПР радиоэлектронной аппаратуры. Курсовая 2010 19 1500
Генератор однополярных положительных прямоугольных импульсов на базе ОУ и транзисторного каскада Курсовая 2010 22 1500
Преобразователь напряжение-частота Курсовая 2010 27 1500
Расчет электрической части ТЭЦ 2Х120 Мегаватт Курсовая 2010 26 1500
Обеспечение бесперебойной работы электропотребителей Курсовая 2010 40 1500
Линейный однокаскадный усилитель сигнала звуковой частоты Курсовая 2010 18 1500
курсовые, дипломные, контрольные на заказ скидки на курсовые, дипломные, контрольные на заказ

© 2010-2016, Все права защищены. Принимаем заказы по всей России.