Курсовая работа: Разработка эквивалентных и принципиальных схем электрического фильтра и усилителя напряжения

Iэ = Iк + h21э·Iб, т.е. Iэ≈Iк;

Im, Um (∆I, ∆U) – амплитуды переменных сигналов при “прохождении” их через усилитель;

 - входное сопротивление для малых переменных сигналов;

 - коэффициент передачи для малых переменных сигналов; (на низких частотах h21оэ≈h21э, на более высоких частотах - уменьшается).

В справочниках по транзисторам приводятся значения h21оэ с учетом разброса параметров. В данной курсовой работе используется среднее значение ;

 - выходное сопротивление ля переменных сигналов;

f1 – граничная чистота для схем ОЭ (h21оэ=1);

 - предельная частота (h21оэ уменьшается в 2 раза).

3.2 Расчет схемы по постоянному току

Выбрана схема с “общим эмиттером” с фиксированным током смещения и эмиттерной стабилизацией рабочей точки. Поскольку транзистор работает в режиме малого сигнала, то его структура не имеет значения. Выберем высокочастотный транзистор КТ312(ТТЗ.701.012 ТУ) n-p-n структуры.

Пример справочных данных маломощного высокочастотного n-p-n транзистора КТ312:

=120МГц

=30

Типовые режимы работы транзистора КТ312:

;

При проектировании усилителя необходимо учитывать следующие требования: через усилитель будет проходить напряжение с максимальной частотой 3*f1(третья гармоника), т.е. 3f1=3/T=180. Целесообразно выбрать транзистор, у которого ft/h21оэ≥3f1≥180 кГц, кроме того: . Этим условиям удовлетворяет транзистор КТ312, справочные параметры которого были приведены ранее.

Выберем рабочую точку из имеющихся данных на транзистор по справочнику. Для этого необходимо учесть требования задания:

1.  Rвх.ус=1000 Ом;

2.  |Ku|=Uм.вых/Uм.вх=Rк/Rэ>10;

3.  Rвых.ус≥500 Ом

для схемы рисунка 9 состоит из параллельного соединения и (), чтобы не учитывать одновременно несколько требований поступим следующим образом: выберем любую рабочую точку режима транзистора КТ312, причём в данной схеме будет больше требуемого. А затем перед разделительным конденсатором  включим        дополнительно(для переменных сигналов включим параллельно с ).

Выберем рабочую точку:

.

Расчёт по постоянному току проведём по законам Кирхгофа, начиная с контура на выходе:

. Используя Eп=10 В, значения мА и планируя

Uкэ=Еп/2=5В, определяем:. С учётом , , а по заданию требуется, чтобы |Ku|≥10. Выбираем Rк=2270 Ом Rэ=227 Ом. Определяем необходимый для данного режима ток базы транзистора: . Для определения значения резистора Rб, запишем уравнения входного контура: , Еп=10В, Iб=0,067 мА, Uбэ=0,55В, Iэ=2 мА, Rэ=227 Ом, тогда

3.3 Расчёт схемы по переменному току

Ku=-Rк/Rэ=-2270/227-10;

Rвхтранз=h11оэ+h21оэ*Rэ=0,55/0,067мА+30*227=15 кОм

 для переменных сигналов состоит из параллельного соединения элементов , и , т. е.:. Учитывая, что требуется, чтобы  , рассчитаем дополнительный резистор , который для переменных сигналов является подключённый параллельно с , т.е. новое , или

. Введём новое обозначение элементов усилителя и округлим их значения до ближайших стандартных:

=R1=1 кОм;

Rб=R2=124 кОм

Rk=R3= 2.3 кОм

Rэ=R4=230 Ом

Конденсатор Сэ=С4 устраняет ООС по переменному току. Выберем его значение С4=1мкФ, согласно формуле. Резисторы выберем типа           С2-33-0.125±5% ОЖО.467.093 ТУ.

Рисунок 10 – Схема электрическая принципиальная радиотехнического устройства

На рисунке 10: R1=1 кОм, R2=134 кОм, R3=2,3 кОм, R4=230 Ом, С1=440пФ, С2=880пФ, С3=1мкФ, L1=0,44 мГн, L2=0,88 мГн, VT1 – транзисор КТ312.

4 Анализ спектра сложного периодического сигнала

4.1 Основные технические положения

Рисунок 11 – Исходные данные

Для рисунка 11: Uo= 0,1В, , Rг=500 Ом,

Аналитическое выражение для записи спектра(ряд Фурье) имеет вид:

,

где -  - постоянная составляющая;

-  - амплитуда при синусах;

-  - амплитуда при косинусах;

- , φ=arctg() - амплитуда и фаза произвольной гармоники входного сигнала;

-  - номер гармоник;

-  - частоты гармоник.

У чётных сигналов , а у нечётных . Кроме того может отсутствовать постоянная составляющая в сигнале.

При определении коэффициентов ряда Фурье функцию под знаком интеграла для чётных и нечётных функций  можно задавать на части периода, а результат вычислений округлять в большую сторону.

4.2 Анализ спектра

Для сигнала на рисунке 9:

;

 -для периода от 0 до T/4.

Функция  в данном варианте чётная (т. е. ), содержит постоянную составляющую. Определяем :

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5