Файл: Слюсарь В.К. Упрощенный расчет импульсных схем [учебное пособие].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 50
Скачиваний: 0
В этой формуле все величины нам известны, кроме напря жения смещения ЕС1Л , которое можно вычислить по формуле
Е = I Ego I |
5^5 |
2,75 |
в ; |
9 |
|||
2 |
|
|
|
2-3,14-2,75- 166103 |
58 ком. |
||
2-29 — 3,14-2,75 |
= |
||
|
|
6. Определение мощностей, рассеиваемых на сопротивлениях R a, R uГр > Rg
Определение мощностей, рассеиваемых на сопротивлениях, производится по следующим формулам:
Л |
и 2 |
6400 |
|
|
|
и вых |
= 0,4 |
вт ; |
|||
|
" Яа |
' 16 • |
10; |
||
Рг> |
U 2.x |
840 |
= |
0,005 |
вт ; |
^Огр |
Rorp |
166 -103 |
|
|
|
р «* = |
U2„X |
840 |
- = |
0,02 вт |
|
Яд |
' 58 • 10® |
|
|
Итак, все параметры схемы определены. По ГОСТ выби раем /?а, Rg » R 0Гр в соответствии с данными, полученными при
расчете.
§ 3. РАСЧЕТ ОГРАНИЧИТЕЛЯ-УСИЛИТЕЛЯ • НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРАХ
С помощью усилительного каскада на полупроводниковом триоде можно осуществить двухстороннее ограничение ампли туды импульсов.
Рассмотрим методику расчета типовой схемы ограничителя амплитуды (рис. 12) для формирования прямоугольных им пульсов из синусоидального напряжения.
И с х о д н ы е д а н н ы е
— амплитуда выходных импульсов Нвых = 6 в;
— допустимая длительность фронта выходных импульсов
тф < 2 мксек;
— частота входного синусоидального напряжения f =
=250 кгц\
—диапазон температур — 60 -у- + 65° С.
21
Тр е б у е т с я о п р е д е л и т ь
—тип полупроводниковых приборов и их параметры;
— параметры схемы RK, R e, Ср ;
— амплитуду входного тока 1„т-
П о р я д о к р а с ч е т а
1.Выбор типа триода
При выборе полупроводникового триода целесообразно ру ководствоваться следующими соображениями:
— напряжение коллекторной батареи Ек = (Ы т-1,3) U вых
должно быть меньше допустимого для данного типа триода;
— предельная частота усиления по току триода должна быть достаточной для получения заданной длительности фронта им пульсов, т. е. должно выполняться условие
2^/Г<Тф’
где / а — предельная частота усиления по току.
Исходя из перечисленных требовании, можно применять в данной схеме триоды типа П401, П402, П406, П407 и др.
Выберем триод типа П401. Для этого триода |
UKMn = 1 0 в ; |
|
|
Ек = 1,3и вых= 1,3-6 = 7,8 в. |
|
Следовательно, Е к < Дкдоп. Для триода Г1401 / а= 30 Мгц. |
||
Т°ГДа |
‘2 x f~ = 2-3,14-30- 10s' = 0,0052 |
мксек- |
22
Значит, условие |
1 |
< Тф выполняется. |
2*Л |
2.Определение амплитуды входного тока
Амплитуда входного тока может быть'найдена по формуле
|
. |
доп |
|
|
|
1*т= $ « /х фвх’ |
|
|
|
где / Кдоп |
— наибольший |
ток коллектора; |
для триода |
П401 |
L = 1 0 |
ма. |
|
|
|
к ДОП |
|
усиления по току |
в схеме с |
общим |
(3 — коэффициент |
||||
|
эмиттером; для триода П401 Р = |
16. |
|
Тфвх_ допустимая длительность фронта входных импуль сов — величина, которая может быть приближенно
найдена из формулы |
|
* |
||
тфвх ss |
0,1 Тф = |
0,1 ■2 ■10 -6 = 0,2 мксек; |
||
|
1 0 -1 0 -3 |
|
|
|
Ч*~" 16 |
• 3,14 • 250 • 103 • 0,2 |
• 10~6 |
||
|
• |
* |
» |
|
3.Выбор типа диода
При выборе диода необходимо исходить из следующих ос новных соображений;
— обратное пробивное напряжение должно быть больше амплитуды входного напряжения, которая может быть найдена по формуле
и вх = /бт • hx, )
где к п — входное сопротивление |
триода; для триода П401 |
hn — 50 ом |
|
Ubx = 4- 10-3 • 50 = |
0,2 в; |
—сопротивление диода в прямом направлении должно быть одного порядкщс hu ;
—рабочий диапазон частот диода должен быть выше часто ты входных сигналов.
Исходя из перечисленных выше соображений, рекомендуется в схемах усилителей-ограничителей применять диоды типа Д2А т-Д2Ж и др. Выберем диод типа Д2Б.
4. Определение емкости конденсатора Ср
Величина емкости конденсатора Ср должна быть выбрана
из условий неискаженной передачи синусоидального напряже ния на вход триода.
Для определения емкости Ср |
используем выражение |
|
„ _ (20-^-100) . |
|
|
20 |
, г |
, |
СР 50 - 25 0 -1 03 |
и ^ м к ф . |
5.Определение величины сопротивления RK
Величину сопротивления RK можно найти по формуле
р
RK
/к»
7,8
= 780 ом.
= 10 - 10“3
Определим мощность, рассеиваемую на сопротивлении R K ■'
Pr.. = / 2 • R K= (10 • 10 3J2 ■780 = 0,08 вт .
6.Определение величины сопротивления Rft
Для определения величины сопротивления R б можно ис
пользовать формулу
F
|
/?„ |
— |
Д:>— |
• |
|
|
|
7М) |
-- |
Т |
|
? |
|
|
|
|
_кдоп |
|
|
|
|
|
|
23 |
' |
|
|
R6= 10_Д0-8 |
= |
25 к о м . |
|
|||
|
'2 |
• |
16 |
|
|
|
Мощность, рассеиваемую на сопротивлении Rб , определим |
||||||
по формуле |
|
|
|
|
|
|
■Rб > |
Pr6 = |
/10-10 - 3\ 2 |
= 0,002 вт. |
|||
(■- g - j g - j -25-103 |
||||||
23 |
|
|
|
|
|
|
Итак, все параметры |
схемы |
определены. По ГОСТ |
выбираем |
Rk> Ср, Rc> в соответствии с данными, полученными при рас
чете.
24
§ 4. РАСЧЕТ МУЛЬТИВИБРАТОРА
Мультивибратор представляет собой двухламповый генера тор несинусоидальных колебаний, предназначенный для полу чения импульсов напряжения прямоугольной формы, деления частоты, расширения импульсов и для других целей.
Наиболее типичной является схема мультивибратора с ну левой сеткой. Такая схема может быть симметричной и несим метричной.
Рассмотрим порядок расчета симметричного мультивибра тора с нулевой сеткой, электрическая схема которого изображе на на рис. 13.
И с х о д н ы е д а н н ы е
— напряжение источника анодного питания £ а = 250 в;
— амплитуда импульсов на выходе НвЫХ= 160 в;
— частота колебаний мультивибратора Fu = 1200 гц;
— длительность фронта тф и длительность спада тс долж ны быть в пределах 0,2 ти ;
—на входе последующего каскада включена лампа 6К1Ж-
Тр е б у е т с я о п р е д е л и т ь
—тип ламп и режим их работы;
—параметры схемы R a, С, Rg ;
25
коэффициент усиления /г;
—мощность, рассеиваемую на аноде лампы Ра ;
—длительность фронта тф и длительность спада тс выход ных импульсов.
П о р я д о к р а с ч е т а
1Выбор типа ламп
Вмультивибраторах обычно используют лампы с малым внутренним сопротивлением, большой крутизной характеристи ки и малыми междуэлектродными емкостями. Исходя из этих требований, в мультивибраторах рекомендуется применять двойные триоды, например: 6Н8С, 6Н7С, 6Н15П, 6Н1П и др. Выбираем лампу 6Н8С.
2.Определение величины сопротивления Ra
Для определения величины сопротивления нагрузки R a не
обходимо найти вначале значение тока га в анодной цепи от крытой лампы. С этой целью построим динамическую характе ристику (рис. 14).
По горизонтальной оси откладываем значение Еа , Затем от точки А влево откладываем величину напряжения UBHX , С точ
26
ки Б возводим перпендикуляр до пересечения с характеристи кой при Ug = 0, после чего определяем /„
/а = 8 ма .
Величину сопротивления Ra находим по формуле:
п_ Ивых .
1G0
/?а = 8 • 1Q-3 = 20 ком .
3. Определение мощности, рассеиваемой на аноде лампы
Допустимое значение рассеиваемой мощности находится по справочнику. Для лампы 6Н8С
Рл = 2,75 вт .
а ДОП |
1 |
Мощность, фактически рассеиваемая на аноде лампы, на ходится по формуле
где Б а— напряжение на аноде открытой лампы:
Uа = £ а — и Вых = 250 — 160 = 90 в.
Расчет рассеиваемой мощности необходимо вести для ава рийного режима, то есть для такого случая, когда лампа дли тельное время открыта. Для этого случая
Р* = Ua • 4 = 90 • 8 • 10-3 = 0,72 вт.
Таким образом,
4.Определение емкости конденсаторов связи С (Cj. С2)
Для определения величины емкости конденсаторов связи Сг
иС2 используем выражение
С< _______!_____
и ^ 2 0 Ди(Яа + ^ к) ‘
В этой формуле нам неизвестно RgK , которое можно опреде лить по справочнику. Для триодов RgK рекомендуется брать равным 1 ком
1
С < 201200 (20 + 1) • 103 = 1995 пф.
27
Проверяем, не будут ли влиять на работу схемы при дан ной величине С паразитные емкости. Для уменьшения влияния
паразитных емкостей должно выполняться условие:
6">(10Д 20) |
• Сп, |
|
||
где Сп ■Свх Свых ~Ь Пмонт ■ |
|
|
|
|
Для лампы 6К1Ж Свх = |
CgK = 3 |
пф . |
|
|
Для лампы 6Н8С Свых = |
Сак ~ 0,8 |
п ф . |
|
|
Смонт рекомендуется брать в пределах 10 |
25 пф. |
|||
Сп= Ъпф + 0,8 пф + 20,2 пф = 24 |
пф. |
|||
Значит, С должно быть больше 240 |
480 пф. У нас это усло |
вие выполняется. Возьмем С = 1800 пф.
5.Определение величины сопротивления RglRgi.Rgs)
Для определения величины сопротивления утечки Rg ис
пользуем формулу
2F„C- In
UB
-go |
Eg0 лампы 6H8C при Ea— 250 в равно — 15 в.
i
98 ком.
160 2- 1200180010 ~12 In 15
6. Проверка схемы на самовозбуждение
Условием самовозбуждения является k > 1. Коэффициент усиления k определяем по формуле
р • R
Для лампы 6Н8С р. = 18,8; Rt= 7,2 ком-,
L 18,8-20 ДО3
13,8.
k “ 20 • ГО3"+ 7,2- 103
Таким образом, k > 1, следовательно, условие самовозбуж
дения выполняется.
28