Основы радиоэлектроники и схемотехники (стр. 1 из 3)

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Контрольная работа по курсу

"Основы радиоэлектроники и схемотехники"

2009


Задание 1

Дано:

Uвых = 10 В

Iн = 40 мА

DUвых = 10 мВ

Рассчитать стабилизированный источник питания с мостовой схемой выпрямителя.

Решение:

1. Выберем стабилитрон VD5исходя из следующих условий:

U ст = U вых

I ст > I н

Данным условиям удовлетворяет стабилитрон КС510А, параметры которого приведем в таблице 1.

Таблица 1

Uст, В Iстmin, мА Iстmax, мА rст , Ом aUст, %/0 C
10 1 79 20 +0,08

2. Так как ток Iн = 40 мА, то зададимся коэффициентом стабилизации Kст = 60.

3. Определим амплитуду пульсаций на входе стабилизатора

K ст = D U вхст/ D U вых

D U вхст = K ст × D U вых = 60 × 0,01 = 0,6 (В)

4. Определим сопротивление гасящего резистора, обеспечивающее требуемый коэффициент стабилизации:

Выберем из ряда с отклонением

5% реальное сопротивление резистора Rг, ближайшим к рассчитанному значению сопротивления имеет резистор с номиналом 1,2 кОм.

5. Определим рабочий ток стабилитрона:

I ст min £ I ст £ ( I ст max - I н)

I ст = 79-40 = 39 (мА)

6. Определим ток гасящего резистора:

I г = I ст + I н = 39 + 40 = 79 (мА)

7. Определим сопротивление нагрузки:

Выберем из ряда с отклонением

5% реальное сопротивление резистора Rн, ближайшим к рассчитанному значению сопротивления имеет резистор с номиналом 240 Ом.


8. Необходимое постоянное напряжение на входе стабилитрона равно:

U вхст = U вых + I г R г = 10 + 0,079 × 1200=94,8 (В)

9. Рассчитаем температурный уход выходного напряжения стабилизатора при изменении температуры на +500 .

10. Результаты расчета сведем в таблицу 2

Таблица 2

Тип стабилитрона Uвхст, В DUвхст, мВ Uвых, В DUст, мВ DUвых, мВ Iст, мА Iг, мА Кст Rн, Ом Rг,Ом
КС510А 94,8 600 10 400 10 39 79 60 240 1200

11. Для расчета выпрямителя исходными данными являются следующие рассчитанные параметры стабилизатора:

U выхвыпр = U вхст = 94,8 (В)

D U выхвыпр = D U вхст = 0,6 (В)

I нвыпр m = I г = 79 (мА)

12. Определим амплитуду входного напряжения выпрямителя:

U вх m = U вхст + D U вхст + U пр,

где Uпр – падение напряжения на прямосмещенном диоде выпрямителя.

Примем падение напряжения на одном диоде Uпр = 1 В. Поскольку в мостовой схеме два прямосмещенных диода включенных последовательно, то падение напряжения будет равно 2 В. Отсюда амплитуда входного напряжения выпрямителя равна:

U вх m = 94,8 + 0,6 + 2 » 98 (В)

13. Рассчитаем емкость конденсатора, при этом частоту входного напряжения примем равной f=50Гц:

Выберем из ряда с отклонением

20% реальную емкость конденсатора C, ближайшим к рассчитанному значению емкости имеет конденсатор с номиналом 1500 мкФ.

14. Определим амплитуду обратного напряжения на диоде для мостовой схемы:

Um обр = U вх m = 98 (В)

15. По рассчитанным параметрам выберем диоды для схемы выпрямителя причем:

I нвыпр m < I пр max

Um обр < U обр max

Результаты расчета сведем в таблицу 3.


Таблица 3

Тип диода С, мкФ Umобр, В Uвхm, В
КД226А 1500 98 98

Задание 2

Усилительный каскад с ОЭ

Решение:

1. Для обеспечения стабилизации рабочей точки падение напряжения на резисторе Rэ выбираем из условия:

U э = I э R э = 0,2 U кэ = 0,2 × 9 = 1,8 (В)

2. Напряжение питания для обеспечения максимального значения амплитуды неискаженного выходного сигнала выберем исходя из следующего условия:

U ип = 2 U кэ + U э = I к R к + U кэ + U э = 2 × 9 + 1,8 = 19,8 (В)


3. Сопротивления резисторов RЭ и RК находим по выражениям

R к = ( U ип - U кэ - U э ) / I к =(19,8-9-1,8)/0,008 = 1125 (Ом) ,

Rэ = Uэ/Iэ,

т.к. можно считать, что Iэ »Iк, то сопротивление Rэ будет равно:

R э » U э/ I к » 1,8/0,008 » 225 (Ом)

Выберем из ряда с отклонением

5% реальные сопротивления резисторов Rк и Rэ, ближайшими к рассчитанным значениям сопротивлениями обладают резисторы с номиналами 1,1 кОм и 220 Ом соответственно.

4. Определим ток базы

I б = I к/ h 21э

Определим по справочнику коэффициент передачи по току для транзистора КТ3102А, h21э = 200…500. Пусть h21э = 300, тогда

I б = 0,008/300 » 27 (мкА)

5. Определим потенциал базы транзистора:

U б = U бэ + U э,

где напряжение база – эмиттер в рабочей точке для кремниевого транзистора можно принять Uбэ = 0,6 В.

U б = 0,6 + 1,8 = 2,4 (В)

6. Для обеспечения работоспособности схемы стабилизации задаемся током делителя напряжения, образованного резисторами R1 и R2, в десять раз больше, чем ток базы:

I д = 10 × I б = 10 × 27 × 10-6 = 0,27 (мА)

7. Находим сопротивления R1 и R2:

R 1 = ( U ип- U б)/( I д + I б) = (19,8 – 2,4)/(270 × 10-6 + 27 × 10-6 ) = 74747 (Ом)

R 2 = U б/ I д = 2,4/270 × 10-6 = 8888 (Ом)

Выберем из ряда с отклонением

5% реальные сопротивления резисторов R1 и R2, ближайшими к рассчитанным значениям сопротивлениями обладают резисторы с номиналами 75 кОм и 9,1 кОм соответственно.

8. Определим емкости конденсаторов при выполнении которых значение коэффициента усиления по напряжению на нижней граничной частоте fн = 20 Гц уменьшается не более чем в 2 раз.

где Rвх - входное сопротивление каскада.


где

- входное сопротивление транзистора

Значения DUбэ и DIб определим по входным характеристикам транзистора

Выберем из ряда с отклонением

20% реальную емкость конденсатора C1, ближайшим большую сторону к рассчитанному значению емкости имеет конденсатор с номиналом 68 мкФ.

Выберем из ряда с отклонением

20% реальную емкость конденсатора C2, ближайшим в большую сторону к рассчитанному значению емкости имеет конденсатор с номиналом 22 мкФ.


Выберем из ряда с отклонением

20% реальную емкость конденсатора Cэ, ближайшим в большую сторону к рассчитанному значению емкости имеет конденсатор с номиналом 470 мкФ.

9. Рассчитаем коэффициент усиления каскада по току:

10. Рассчитаем коэффициент усиления каскада по напряжению:

где rэ – дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода.


где Iэ0 – ток эмиттера в рабочей точке Iэ0 »Iк,


Copyright © MirZnanii.com 2015-2018. All rigths reserved.