Файл: Руководство к организации самостоятельной работы 2016 содержание рис. 2 23.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.04.2024
Просмотров: 77
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, где - разность входных токов ОУ (токов баз транзисторов VT1 и VT2).
Стабилизатор общего тока эмиттеров VT1 и VT2 во входном дифференциальном каскаде выполнен на отражателе тока VT5, VT6. Величину тока выбирают порядка долей миллиампера. Чем больше ток, тем больше коэффициент усиления дифференциального каскада по напряжению. Стабилизируемый ток задается резистором R2:
.
Роль динамической нагрузки каскада выполняет токовое зеркало на транзисторах VT3, VT4. Коэффициент усиления по напряжению при этом удваивается (переменная составляющая тока транзистора VT2 также участвует в усилении сигнала).
Резистор R8 не зашунтирован блокирующим конденсатором и выполняет роль элемента местной ООС (последовательной по току), увеличивающей входное сопротивление каскада на транзисторе VT7, что позволяет повысить коэффициент усиления по напряжению входного дифференциального усилительного каскада.
Корректирующий конденсатор делает постоянную времени каскада на транзисторе VT7 много большей, чем постоянные времени других усилительных каскадов в области верхних частот. Это позволяет сформировать желаемую ЛАЧХ операционного усилителя с наклоном минус 20 дБ/дек и обеспечить устойчивость УНЧ при большой глубине обратной связи.
Расчет емкостей конденсаторов С1, С2, С3 производится по допустимой величине частотных искажений на нижней частоте рабочего диапазона, емкость конденсатора С4 определяется по заданной величине с учетом обеспечения устойчивости при рассчитанной глубине ООС.
12.5 Экспериментальная часть курсового проекта
После компоновки принципиальной схемы УНЧ, выбора транзисторов и расчета параметров пассивных элементов производятся моделирование работы спроектированного устройства и экспериментальная подгонка некоторых величин.
Сначала необходимо проверить статический режим работы всех транзисторов, измерив значение коллекторного тока. Начальное значение тока оконечных транзисторов в режиме
АВ подгоняют регулировкой сопротивления резистора R7 (см. схему рис. 12.2).
Затем следует зафиксировать амплитуду входного синусоидального сигнала на частоте 1 кГц (область средних частот), при которой получается максимальная неискаженная величина выходного сигнала. Этот эксперимент позволяет уточнить максимальную мощность, отдаваемую в нагрузку, и измерить коэффициент усиления по напряжению. Посмотрите осциллограмму напряжения в точке вольтодобавки.
Третий этап экспериментальных исследований производится путем снятия амплитудно-частотной характеристики усилителя и оценки верхней и нижней граничных частот рабочего диапазона. При необходимости подгоняются величины емкостей конденсаторов.
Результаты моделирования в виде экспериментальных схем и осциллограмм вставляются в текст пояснительной записки, который обычно оформляется в формате WORD. Чтобы скопировать схему, подготовленную на АSIМЕC, необходимо выделить ее прямоугольником с помощью мыши и нажать клавишу Alt. После этого схему можно вставить из буфера Windows. Если моделирование производится с помощью WEWB, выберите строку Copybits меню Edit и, выделив мышкой прямоугольник, отпустите ее. После чего картинка вставляется в WORD из буфера.
12.6 Техническое задание на курсовой проект
В таблице 12.1 приведены варианты заданий на проектирование УНЧ при следующих исходных данных:
Для всех вариантов допустимое значение коэффициента нелинейных искажений не более 1%.
Необходимо разработать принципиальную схему усилителя с перечнем элементов, оценить величины входного и выходного сопротивлений, построить амплитудно-частотную характеристику . Схема УНЧ обоснованно выбирается из двух-трех возможных вариантов.
Примерный перечень разделов пояснительной записки:
3.1 Расчет выходного каскада
3.2 Расчет предоконечного каскада
3.3 Расчет входного каскада
3.4 Расчет элементов цепи обратной связи
ФЭТ КП.5.034.015 Э3 Электрическая принципиальная схема УНЧ
ФЭТ КП.5.034.015 ПЭ3 Перечень элементов электрической принципиальной схемы УНЧ
Необходимо соблюдать требования и правила, оговоренные в стандарте вуза по оформлению курсовых и дипломных проектов [12].
Текст данного методического пособия может служить примером оформления текстовой части пояснительной записки. Обратите внимание на примеры оформления рисунков, формул, таблиц, содержания, списка литературы.
Пример оформления технического задания на курсовое проектирование приведен в приложении А. Чертежи схемы электрической принципиальной (код схемы Э3) и перечня элементов (код схемы ПЭ3) могут быть выполнены на листах формата А4 (см. приложения Б и В) и вложены в пояснительную записку, ориентировочный объем которой 10-15 страниц. Три последние цифры в обозначении документа должны соответствовать номеру задания, например 015 для варианта 15. Латинский алфавит определяет последовательность расположения обозначений в перечне элементов: конденсаторы (С1, С2), резисторы (R1, R2…R5), полупроводниковые приборы (VD1…VD3, VT1, VT2…VT6).
Для построения ЛАЧХ и ЛФЧХ усилителя желательно использовать пакет MathCad.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. – Л.: Энергоатомиздат, 1988. – 304 с.
2. Изъюрова Г.И., Королев Г.В., Терехов В.А. и др. Расчет электронных схем. Примеры и задачи. – М.: Высшая школа, 1987. – 335 с.
3. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов. – 2-е изд. – М.: Высшая школа, 1991. – 622 с.
4. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство: Пер. с нем. – М.: Мир, 1982. – 512 с.
5. Воробьев Н.И. Проектирование электронных устройств. – М.: Высшая школа, 1989. – 223 с.
6. Остапенко Г.С. Усилительные устройства: Учебное пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1980. – 400 с.
7. Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебник для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2001. – 320 с.
8. Денисов Н.П., Шарапов А.В., Шибаев А.А. Электроника и схемотехника. Учебное пособие: в 2 частях – Томск, ТМЦ ДО, 2002. Ч.2. – 220 с.
9. Шарапов А.В., Тановицкий Ю.Н. Аналоговая схемотехника: Учебное методическое пособие. – Томск: ТМЦДО, 2003. – 60 с.
10. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники / Пер. с англ. – М.: Мир, 1986. – 598 с.
11. Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник / Под ред. Н.Н.Горюнова. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 902 с.
12.ОС ТАСУР 6.1-97. Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные. Общие требования и правила оформления.
13. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. – М.: Издательство стандартов, 1989. – 325 с.
14. Транзисторы широкого применения. Справочник. / Под ред. Б.Л.Перельмана. – М.: Радио и связь, 1981. – 656 с.
15. Краткий справочник конструктора РЭА. / Под ред. Р.Г.Варламова. – М.: Советское радио, 1972. – 673 с.
16. Варакин Л.В. Бестрансформаторные усилители мощности: Справочник. – М.: Радио и связь, 1984. – 128 с.
17. Проектирование транзисторных усилителей низкой частоты. / Под ред. Н.А.Безладного. – М.: Связь, 1978. – 368 с.
18. Быстров Ю.А., Мироненко И.Г. Электронные цепи и микросхемотехника: Учебник для вузов. – Л.: , 2002. – 350 с.
19. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике: Пер. с нем. – М.: Мир, 1991. – 446 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
Пример оформления технического задания
Министерство образования и науки РФ
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра промышленной электроники
Утверждаю:
Зав. кафедрой ПрЭ
Стабилизатор общего тока эмиттеров VT1 и VT2 во входном дифференциальном каскаде выполнен на отражателе тока VT5, VT6. Величину тока выбирают порядка долей миллиампера. Чем больше ток, тем больше коэффициент усиления дифференциального каскада по напряжению. Стабилизируемый ток задается резистором R2:
.
Роль динамической нагрузки каскада выполняет токовое зеркало на транзисторах VT3, VT4. Коэффициент усиления по напряжению при этом удваивается (переменная составляющая тока транзистора VT2 также участвует в усилении сигнала).
Резистор R8 не зашунтирован блокирующим конденсатором и выполняет роль элемента местной ООС (последовательной по току), увеличивающей входное сопротивление каскада на транзисторе VT7, что позволяет повысить коэффициент усиления по напряжению входного дифференциального усилительного каскада.
Корректирующий конденсатор делает постоянную времени каскада на транзисторе VT7 много большей, чем постоянные времени других усилительных каскадов в области верхних частот. Это позволяет сформировать желаемую ЛАЧХ операционного усилителя с наклоном минус 20 дБ/дек и обеспечить устойчивость УНЧ при большой глубине обратной связи.
Расчет емкостей конденсаторов С1, С2, С3 производится по допустимой величине частотных искажений на нижней частоте рабочего диапазона, емкость конденсатора С4 определяется по заданной величине с учетом обеспечения устойчивости при рассчитанной глубине ООС.
12.5 Экспериментальная часть курсового проекта
После компоновки принципиальной схемы УНЧ, выбора транзисторов и расчета параметров пассивных элементов производятся моделирование работы спроектированного устройства и экспериментальная подгонка некоторых величин.
Сначала необходимо проверить статический режим работы всех транзисторов, измерив значение коллекторного тока. Начальное значение тока оконечных транзисторов в режиме
АВ подгоняют регулировкой сопротивления резистора R7 (см. схему рис. 12.2).
Затем следует зафиксировать амплитуду входного синусоидального сигнала на частоте 1 кГц (область средних частот), при которой получается максимальная неискаженная величина выходного сигнала. Этот эксперимент позволяет уточнить максимальную мощность, отдаваемую в нагрузку, и измерить коэффициент усиления по напряжению. Посмотрите осциллограмму напряжения в точке вольтодобавки.
Третий этап экспериментальных исследований производится путем снятия амплитудно-частотной характеристики усилителя и оценки верхней и нижней граничных частот рабочего диапазона. При необходимости подгоняются величины емкостей конденсаторов.
Результаты моделирования в виде экспериментальных схем и осциллограмм вставляются в текст пояснительной записки, который обычно оформляется в формате WORD. Чтобы скопировать схему, подготовленную на АSIМЕC, необходимо выделить ее прямоугольником с помощью мыши и нажать клавишу Alt. После этого схему можно вставить из буфера Windows. Если моделирование производится с помощью WEWB, выберите строку Copybits меню Edit и, выделив мышкой прямоугольник, отпустите ее. После чего картинка вставляется в WORD из буфера.
12.6 Техническое задание на курсовой проект
В таблице 12.1 приведены варианты заданий на проектирование УНЧ при следующих исходных данных:
-
- активная мощность в нагрузке; -
- активное сопротивление нагрузки; -
- ЭДС источника сигнала; -
- внутреннее сопротивление источника сигнала; -
- нижняя граничная частота полосы пропускания на уровне 3 дБ; -
- верхняя граничная частота полосы пропускания на уровне 3 дБ; -
- максимальная температура окружающей среды.
В Таблица 12.1 - Варианты заданий на курсовой проект ариант | , Вт | , Ом | , мВ | , Ом | , Гц | , кГц | , оС |
1 | 1 | 8 | 100 | 100 | 20 | 20 | 60 |
2 | 2 | 8 | 200 | 50 | 15 | 25 | 50 |
3 | 3 | 8 | 300 | 150 | 10 | 30 | 40 |
4 | 4 | 8 | 400 | 200 | 20 | 20 | 60 |
5 | 5 | 8 | 1000 | 300 | 15 | 25 | 50 |
6 | 6 | 10 | 200 | 400 | 10 | 30 | 40 |
7 | 7 | 10 | 300 | 500 | 20 | 20 | 60 |
8 | 8 | 10 | 400 | 600 | 15 | 25 | 50 |
9 | 9 | 10 | 100 | 700 | 10 | 30 | 40 |
10 | 10 | 10 | 200 | 800 | 20 | 20 | 60 |
11 | 11 | 8 | 300 | 100 | 15 | 25 | 50 |
12 | 12 | 8 | 400 | 50 | 10 | 30 | 40 |
13 | 13 | 8 | 100 | 150 | 20 | 20 | 60 |
14 | 14 | 8 | 200 | 200 | 15 | 25 | 50 |
15 | 15 | 8 | 300 | 300 | 10 | 30 | 40 |
16 | 16 | 4 | 400 | 400 | 20 | 20 | 60 |
17 | 17 | 4 | 100 | 500 | 15 | 25 | 50 |
18 | 18 | 4 | 200 | 600 | 10 | 30 | 40 |
19 | 19 | 4 | 300 | 700 | 20 | 20 | 60 |
20 | 20 | 4 | 400 | 800 | 15 | 25 | 50 |
21 | 21 | 8 | 100 | 100 | 10 | 30 | 40 |
22 | 22 | 8 | 200 | 50 | 20 | 20 | 60 |
23 | 23 | 8 | 300 | 150 | 15 | 25 | 50 |
24 | 24 | 8 | 400 | 200 | 10 | 30 | 40 |
25 | 25 | 8 | 100 | 300 | 20 | 20 | 60 |
26 | 26 | 10 | 200 | 400 | 15 | 25 | 50 |
27 | 27 | 10 | 300 | 500 | 10 | 30 | 40 |
28 | 28 | 10 | 400 | 600 | 20 | 20 | 60 |
29 | 29 | 10 | 100 | 700 | 15 | 25 | 50 |
30 | 30 | 10 | 200 | 800 | 10 | 30 | 40 |
31 | 31 | 4 | 300 | 100 | 20 | 20 | 60 |
32 | 32 | 4 | 400 | 50 | 15 | 25 | 50 |
33 | 33 | 4 | 100 | 150 | 10 | 30 | 40 |
34 | 34 | 4 | 200 | 200 | 20 | 20 | 60 |
35 | 35 | 4 | 300 | 300 | 15 | 25 | 50 |
36 | 36 | 4 | 400 | 400 | 10 | 30 | 40 |
37 | 37 | 4 | 100 | 500 | 20 | 20 | 60 |
38 | 38 | 4 | 200 | 600 | 15 | 25 | 50 |
39 | 39 | 4 | 300 | 700 | 10 | 30 | 40 |
40 | 40 | 4 | 400 | 800 | 20 | 20 | 40 |
Для всех вариантов допустимое значение коэффициента нелинейных искажений не более 1%.
Необходимо разработать принципиальную схему усилителя с перечнем элементов, оценить величины входного и выходного сопротивлений, построить амплитудно-частотную характеристику . Схема УНЧ обоснованно выбирается из двух-трех возможных вариантов.
Примерный перечень разделов пояснительной записки:
-
Введение -
Выбор и обоснование электрической принципиальной схемы -
Расчет усилителя низкой частоты
3.1 Расчет выходного каскада
3.2 Расчет предоконечного каскада
3.3 Расчет входного каскада
3.4 Расчет элементов цепи обратной связи
-
Построение амплитудно-частотной характеристики сквозного коэффициента усиления, анализ устойчивости спроектированного усилителя, синтез корректирующей цепи -
Экспериментальная часть по моделированию работы УНЧ -
Заключение
ФЭТ КП.5.034.015 Э3 Электрическая принципиальная схема УНЧ
ФЭТ КП.5.034.015 ПЭ3 Перечень элементов электрической принципиальной схемы УНЧ
Необходимо соблюдать требования и правила, оговоренные в стандарте вуза по оформлению курсовых и дипломных проектов [12].
Текст данного методического пособия может служить примером оформления текстовой части пояснительной записки. Обратите внимание на примеры оформления рисунков, формул, таблиц, содержания, списка литературы.
Пример оформления технического задания на курсовое проектирование приведен в приложении А. Чертежи схемы электрической принципиальной (код схемы Э3) и перечня элементов (код схемы ПЭ3) могут быть выполнены на листах формата А4 (см. приложения Б и В) и вложены в пояснительную записку, ориентировочный объем которой 10-15 страниц. Три последние цифры в обозначении документа должны соответствовать номеру задания, например 015 для варианта 15. Латинский алфавит определяет последовательность расположения обозначений в перечне элементов: конденсаторы (С1, С2), резисторы (R1, R2…R5), полупроводниковые приборы (VD1…VD3, VT1, VT2…VT6).
Для построения ЛАЧХ и ЛФЧХ усилителя желательно использовать пакет MathCad.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. – Л.: Энергоатомиздат, 1988. – 304 с.
2. Изъюрова Г.И., Королев Г.В., Терехов В.А. и др. Расчет электронных схем. Примеры и задачи. – М.: Высшая школа, 1987. – 335 с.
3. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов. – 2-е изд. – М.: Высшая школа, 1991. – 622 с.
4. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство: Пер. с нем. – М.: Мир, 1982. – 512 с.
5. Воробьев Н.И. Проектирование электронных устройств. – М.: Высшая школа, 1989. – 223 с.
6. Остапенко Г.С. Усилительные устройства: Учебное пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1980. – 400 с.
7. Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебник для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2001. – 320 с.
8. Денисов Н.П., Шарапов А.В., Шибаев А.А. Электроника и схемотехника. Учебное пособие: в 2 частях – Томск, ТМЦ ДО, 2002. Ч.2. – 220 с.
9. Шарапов А.В., Тановицкий Ю.Н. Аналоговая схемотехника: Учебное методическое пособие. – Томск: ТМЦДО, 2003. – 60 с.
10. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники / Пер. с англ. – М.: Мир, 1986. – 598 с.
11. Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник / Под ред. Н.Н.Горюнова. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 902 с.
12.ОС ТАСУР 6.1-97. Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные. Общие требования и правила оформления.
13. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. – М.: Издательство стандартов, 1989. – 325 с.
14. Транзисторы широкого применения. Справочник. / Под ред. Б.Л.Перельмана. – М.: Радио и связь, 1981. – 656 с.
15. Краткий справочник конструктора РЭА. / Под ред. Р.Г.Варламова. – М.: Советское радио, 1972. – 673 с.
16. Варакин Л.В. Бестрансформаторные усилители мощности: Справочник. – М.: Радио и связь, 1984. – 128 с.
17. Проектирование транзисторных усилителей низкой частоты. / Под ред. Н.А.Безладного. – М.: Связь, 1978. – 368 с.
18. Быстров Ю.А., Мироненко И.Г. Электронные цепи и микросхемотехника: Учебник для вузов. – Л.: , 2002. – 350 с.
19. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике: Пер. с нем. – М.: Мир, 1991. – 446 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
Пример оформления технического задания
Министерство образования и науки РФ
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра промышленной электроники
Утверждаю:
Зав. кафедрой ПрЭ