Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Белорусский государственный университет

информатики и радиоэлектроники»

Кафедра электроники

Индивидуальная практическая работа № 1

Вариант № 03

Выполнил:

студент группы 993851

Владимирова И.М.

Минск 2021

Задание

1. 
   В зависимости от варианта задания выполнить инженерный расчет усилительного каскада на БТ с ОЭ (ОБ, ОК) (см. рис.1.1, 1.2, 1.3), который должен обеспечить усиление в полосе частот от до .
   

Рис.1.1


Рис.1.2


Рис.1.3
Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.1, 1.2, 1.3. Результаты расчета требуемого режима покоя и значения элементов принципиальной схемы усилителя свести в таблицы.

2. По результатам расчета элементов принципиальной схемы усилителя провести расчет основных параметров усилительного каскада. Вычислить общее значение коэффициента частотных искажений на нижней граничной частоте , указанной в исходных данных. Аналогично вычислить общее значение коэффициента частотных искажений на верхней граничной частоте. Результаты расчетов свести в таблицу.

таблица 1.1

Исходные данные для расчета каскада с ОЭ

№ вар.	Тип БТ	, В	, мА	, мВ	, Ом	, кОм	, нФ
03	КТ 342А	8	8	2	50	4	0,05

---

таблица 1.2

Исходные данные для расчета каскада с ОБ

№ вар.	Тип БТ	, В	, мА	, мВ	, кОм	, кОм	, нФ
03	КТ 342А	8	8	2	5	4	0,05

таблица 1.3.

Исходные данные для расчета каскада с ОК

№ вар.	Тип БТ	, мВ	, кОм	, Ом	, нФ	, В
03	КТ 342А	100	5	20	0,05	15

Расчетные соотношения для основных параметров усилительного каскада

на БТ, включенного по схеме с ОБ и ОК

Таблица 1.4.

Параметр	Схема с ОБ	Схема с ОК

---

Параметры биполярного транзистора КТ342А

Тип БТ	Струк- тура	…	/ на f, МГц				В	, мА	, мВт
КТ342А	n-p-n	100…250	3/100	8	16	0,05	30	50	250

1. Расчет малосигнального усилителя на БТ, включенного по схеме с ОЭ.
1.1. Для обеспечения стабилизации рабочей точки падение напряжения на резисторе (потенциал эмиттера) можно выбрать из условия

;

Это минимальное напряжение, требуемое для компенсации температурного ухода как при увеличении, так и при уменьшении температуры.

Из таблицы 1.1 находим для транзистора КТ342А U_кэ0=8 В, тогда

.

Напряжение питания выбирается согласно выражению

;

.

для обеспечения максимального значения амплитуды неискаженного выходного сигнала.

1.2. Сопротивления резисторов и находим по выражениям

---

;

, т.к. можно принять .

По выходной характеристике транзистора для U_ИП=17,6 В и заданного I_K=8 мА находим: I_K0=2,5 мА.


4

4,3

I_б=23 мкА

5,1

U_КЭ, В

U_ИП

I_К

Тогда .

Принимаем R_K=1,8 кОм ±5%.

.

Принимаем R_Э=390 Ом ±5%.

Для U_КЭ=8 В=const находим .

1.3. Находим ток базы

,

и потенциал базы транзистора

,

где напряжение база-эмиттер в рабочей точке для кремниевого транзистора можно принять .

1.4. Для обеспечения работоспособности схемы стабилизации задаемся током делителя напряжения, образованного резисторами R1 и R2, в десять раз больше тока базы

.

1.5. Находим сопротивления R1 и R2

;

Принимаем R1=51 кОм ±5%.

.

Принимаем R2=8,2 кОм ±5%.

1.6. Емкости конденсаторов находим из условий

; ;

Найдем R_ВХ=R_Б//R_ВХ.ТР.=R₁//R₂//R_ВХ.ТР.,

где ;

r_Э=φ_Т/I_Э0=0,026/4,3·10^-3≈6 Ом (для Т=300 К, φ_Т=0,026 В)

r`_Б=τ_К/C_КБ=500·10^-12/8·10^-12=62,5 Ом;

.



.

R_ВЫХ≈R_K=1,8 кОм.

;

Принимаем С1=91 мкФ ±10%.



Принимаем С2=15 мкФ ±10%.

.

Принимаем С_Э=220 мкФ ±10%.
Расчет основных параметров усилительного каскада (ОЭ)

Коэффициент усиления по току каскада на БТ с ОЭ определяется соответствующим дифференциальным параметром транзистора h_21э:

;

.

,

поскольку .

.

Знак минус говорит о том, что каскад с ОЭ инвертирует входной сигнал.

Сквозной коэффициент усиления:

.

Граничные частоты полосы пропускания усилителя, т.е. значения частоты сигнала на которых коэффициенты передачи уменьшаются в раз, определяются выражениями:

;

;

;

;

;

.

Нижняя граничная частота полосы пропускания усилителя f_Н будет больше максимальной из f_н1, f_н2, f_н3.





Вычислим значения коэффициентов частотных искажений, обусловленных фильтрами, на частоте f в области НЧ:



;

;

.

Общее значение коэффициента частотных искажений усилительного каскада на некоторой частоте f в области НЧ определяется согласно

, в децибелах.

.

Конденсатор пересчитаем во входную цепь транзистора

.

И для верхней граничной частоты полосы пропускания усилителя f_в можно записать

;

;

;

;

;

;

Получаем .

Вычислим значения коэффициентов частотных искажений, обусловленных наличием фильтров НЧ, на частоте f в области ВЧ:



;

;

.

Коэффициент частотных искажений на верхней граничной частоте f_В:

.
2. Расчет эмиттерного повторителя (ОК)

2.1. Вычисляем максимально возможное значение амплитуды тока нагрузки, соответствующее идеальному согласованию, когда U_ВЫХ=E_Г:

.

2.2. Выбираем рабочую точку БТ:

I_э0≈1,3·I_Н=1,3·5=6,5 мА;

U_КЭ0=U_э0= I_э0· R_э0=U_ип/2=15/2=7,5 В.

Можно считать, что I_К0≈I_э0=6,5 мА.

.

Принимаем R_Э=1,2 кОм ±5%.

2.3. Находим ток базы:

;

.

2.4. Для обеспечения работоспособности схемы стабилизации задаемся током делителя напряжения, образованного резисторами R1 и R2, в десять раз больше тока базы

.

2.5. Находим сопротивления R1 и R2

;

Принимаем R1=15 кОм ±5%.

.

Принимаем R2=20 кОм ±5%.

2.6. Емкости конденсаторов находим из условий

;

Найдем R_ВХ=R_Б//R_ВХ.ТР.,

где

;

;

;

r_Э= 6 Ом ;

r`_Б= 62,5 Ом;

;

;

;

;

;

;

.

;

Принимаем С1=11 мкФ ±10%.

;

Принимаем С2=1800 мкФ ±10%.
Расчет основных параметров усилительного каскада (ОК)

Коэффициент усиления по току и коэффициент усиления по напряжению:

;

;

Граничные частоты полосы пропускания усилителя:

;

;

Нижняя граничная частота полосы пропускания усилителя f_Н будет больше максимальной из f_н1, f_н2.

;

.

Вычислим значения коэффициентов частотных искажений, обусловленных фильтрами, на частоте f в области НЧ:



;

;

Общее значение коэффициента частотных искажений усилительного каскада на некоторой частоте f в области НЧ определяется согласно

, в децибелах.

.

Конденсатор пересчитаем во входную цепь транзистора

;

И для верхней граничной частоты полосы пропускания усилителя f_в можно записать



;

.

;

.

;

.

.

Получаем

Вычислим значения коэффициентов частотных искажений, обусловленных наличием фильтров НЧ, на частоте f в области ВЧ:



;

;

;

;

Коэффициент частотных искажений на верхней граничной частоте f_В:

.
3. Расчет малосигнального усилителя на БТ, включенного по схеме с ОБ

Расчет каскада на БТ включенного по схеме с ОБ в основном совпадает с расчетом каскада с ОЭ. Поэтому из предыдущего расчета имеем:

R_K=1,8 кОм ±5%.

R_Э=390 Ом ±5%.

R1=51 кОм ±5%.

R2=8,2 кОм ±5%.

С2=15 мкФ ±10%.

Из таблицы 1.4 для схемы с ОБ находим:

;

;

;

r_Э=6 Ом;

r`_Б=62,5 Ом;

;

;

;

;

Принимаем С1=18 мкФ ±10%.

;

;

Принимаем С_Б=12 мкФ ±10%.
Расчет основных параметров усилительного каскада (ОБ)

Коэффициент усиления по току каскада на БТ с ОБ определяется соответствующим дифференциальным параметром транзистора h_21Б:

;

,

;

;

.

Сквозной коэффициент усиления:

.

Граничные частоты полосы пропускания усилителя:

;

;

;

Нижняя граничная частота полосы пропускания усилителя f_Н будет больше максимальной из f_н1, f_н2, f_н3.

;

.

Вычислим значения коэффициентов частотных искажений, обусловленных фильтрами, на частоте f в области НЧ:



;

;

;

Общее значение коэффициента частотных искажений усилительного каскада на некоторой частоте f в области НЧ определяется согласно

, в децибелах.

.

Конденсатор пересчитаем во входную цепь транзистора

.

И для верхней граничной частоты полосы пропускания усилителя f_в можно записать

;

;

.

;

.

;

;

;

;
Получаем .

Вычислим значения коэффициентов частотных искажений, обусловленных наличием фильтров НЧ, на частоте f в области ВЧ:



;

;

;

Коэффициент частотных искажений на верхней граничной частоте f_В:

.
Сравнение основных параметров усилительного каскада

Параметр	Схема с ОЭ	Схема с ОБ	Схема с ОК
RВХ.ТР., Ом	1029	4200	6,4
RВХ., Ом	898	2820	6,3
RВЫХ., Ом	1800	25,45	1800
Ki	49,7	158,4	0,308
Ku	-206,9	1,12	196,3
fН, Гц	≥1,85	≥1,95	≥12,57
fВ, МГц	≤1,9·106	≤1,9·106	≤15,9·106

---

Смотрите также файлы

• 1. Вычисления изменений стоимости денег во времени Задача Предприятие получило кредит на один год в размере 5 млн руб с условием возврата 8 млн руб. Рассчитайте процентный доход и процентную ставку.docx

• В четверг четвёртого числа в четыре с четвертью часа лигурийский регулировщик регулировал в Лигурии.rtf

• Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе в виде дипломного проекта по пм. 01 Разработка модулей программного обеспечения.docx

• Проблемы в общении у младших школьников и пути их решения.docx

• Программирование составных условий.docx