Розрахунок електронних схем (стр. 1 из 6)
КУРСОВА РОБОТА
з курсу Аналогова схемотехніка
тема Розрахунок електронних схем
Зміст
1. Теоретичні відомості.
1.1 Живлення ланцюгів транзистора.
1.2 Властивості каскадів при різних ввімкненнях транзистору.
1.3 Активні фільтри.
1.4 Генератори коливань.
2. Розрахункова частина.
2.1 Підсилювальні каскади на біполярних транзисторах.
2.1.1 Завдання.
2.1.2 Методика розрахунку.
2.1.3 Кінцеві схеми з вказаними номіналами елементів.
2.1.4 Висновки.
2.2 Активні RC–фільтри нижніх частот.
2.2.1 Завдання.
2.2.2 Методика розрахунку.
2.2.3 Кінцеві схеми з вказаними номіналами елементів.
2.2.4 Розрахунок амплітудно–частотних характеристик схем.
2.2.5 Висновки.
2.3. RC–генератори.
2.3.1 Завдання.
2.3.2 Методика розрахунку.
2.3.3 Кінцева схема з вказаними номіналами елементів.
2.3.4 Амплітудно–частотна характеристика фазозсуваючого ланцюга.
2.3.5 Висновки.
3. Висновки по роботі.
Список літератури.
1. Теоретичні відомості
1.1 Живлення ланцюгів транзистора
Джерело живлення обирають залежно від призначення підсилювача і необхідної вихідної потужності (напруга сигналу на заданому навантаженні). Якщо є вимоги до економічності підсилювача, обирають як можна меншу напругу живлення. Внутрішній (вихідний) опір джерела живлення повинен бути досить малим, щоб небажані зворотні зв’язки через загальне джерело живлення каскадів не призводили до нестабільності характеристик підсилювача.
Живлення БТ типу
в режимі підсилення здійснюється подачею негативної напруги на колектор и невеликої позитивної напруги на емітер (відносно бази). Живлення БТ типу 
відрізняється лише полярністю напруги джерел напруги.На рис. 1.1 приведені найпростіші схеми резистивних підсилювальних каскадів на БТ, ввімкнених по схемі з ЗЕ. Необхідну напругу на базу можна подавати через резистор
(рис. 1.1, а) або з дільника напруги 
(рис. 1.1, б). Опір у багато разів перевищує опір переходу база–емітер для постійного струму, тому зміщення через резистор називають зміщення фіксованим струмом бази. Зміщення за допомогою дільника напруги менше змінюється при зміні температури, старінні та заміні екземплярів транзисторів, тому воно називається зміщенням фіксованою напругою база–емітер.Напругу зміщення на базу можна подавати паралельно з напругою сигналу (рис. 1.1, а, б) та послідовно з напругою сигналу, якщо сигнал подається через трансформатор (рис. 1.1, в). Зміщення на базу з дільника напруги також можна подати і послідовно з напругою сигналу. Для цього в схемі на рис. 1.1, в паралельно конденсатору
треба включити резистор. При послідовному включенні напруги сигналу та зміщення вхідний опір каскаду більше, ніж при паралельному.1.2 Властивості каскадів при різних ввімкненнях транзистору
Ввімкнення транзистору з ЗБ дозволяє отримати підсилення тільки напруги. Коефіцієнт підсилення струму при такому включенні менше одиниці і мало змінюється при зміні режиму роботи, температури і заміні екземпляру транзистору. Коефіцієнт підсилення потужності порівняно невеликий, однак при заміні екземплярів транзисторів, їх старінні та зміні температури змінюється значно менше, ніж при інших схемах включення.
Вхідний опір транзистора при включенні з ЗБ менше, ніж при інших включення і знаходиться в межах від десятих долей ома (для транзисторів великої потужності) до десятків ом (для транзисторів малої потужності). При збільшенні опору навантаження вхідний опір зростає. Вихідний опір при включенні з ЗБ більше, ніж при інших включення і зростає при збільшенні внутрішнього опору джерела сигналу. Коефіцієнт гармонік зазвичай не перевищує декількох відсотків навіть при повному використанні транзистора.
Включення транзистору з ЗЕ дозволяє отримати підсилення як струму, так і напруги сигналу. Коефіцієнт підсилення потужності при такому включенні найбільший, однак він сильно змінюється при зміні режиму транзистора, температури та заміні екземплярів транзисторів. Вхідний опір транзистора значно вище, ніж при включенні з ЗБ і знаходиться в межах від декількох ом (для транзисторів великої потужності) до тисяч ом (для транзисторів малої потужності). При збільшенні опору навантаження вхідний опір зменшується. Вихідний опір менше, ніж при включенні з ЗБ, і зменшується при збільшенні внутрішнього опору джерела сигналу. Коефіцієнт гармонік більше, ніж при інших включеннях. Однак таке включення використовується найбільш широко, оскільки дозволяє отримати найбільше підсилення потужності (напруги при заданому опорі навантаження).
Включення транзистора з ЗК дозволяє досягти найбільшого вхідного опору (до сотень кілоом для БТ малої потужності). Цей опір суттєво зростає при збільшенні опору навантаження. Вихідний опір при такому включенні менше, ніж при інших включеннях і знаходиться в межах від десятих долей ома (для транзисторів великої потужності) до тисяч ом (для транзисторів малої потужності). Він різко зростає при збільшенні внутрішнього опору джерела сигналу. Коефіцієнт підсилення напруги менше одиниці, коефіцієнт підсилення струму більше, ніж при включенні з ЗЕ и сильно змінюється при зміні режиму роботи, температури і заміні транзисторів.
Підсилювачі, що мають виборчі властивості, умовно поділяють на фільтри нижніх і високих частот, а також смугові та режекторні (загороджувальні). Фільтри низьких і високих частот відповідно пропускають тільки низькі або тільки високі частоти, смугові та режекторні забезпечують пропускання або непропускання сигналів певних частот.
Для отримання в підсилювачах виборчих властивостей в області низьких частот (нижче
) переважно застосовують 
ланцюги інтегруючого або диференціюючого типів. Вони включаються на вході або виході підсилювача і охоплюють його частотно–залежним зворотнім зв’язком.В області високих частот в якості фільтрів низьких частот широко застосовують високоякісні дроселі, а смугові і режекторні фільтри виконують на основі використання котушок індуктивності (
фільтри).В окремих випадках використовують електромеханічні фільтри, які відносяться до числа смугових та мають резонансну частоту, рівну частоті власних механічних коливань системи. Добротність таких фільтрів зазвичай велика (сотні…тисячі одиниць), але перестройка частоти ускладнена. Тому електромеханічні фільтри в основному використовують в техніці зв’язку та радіомовленні, де маються стандартні визначені робочі частоти.
Під активними фільтрами зазвичай розуміють електронні підсилювачі, що мають
ланцюги, ввімкненні так, що у підсилювача з’являються виборчі властивості. При їх застосуванні вдається обійтись без громіздких, дорогих і нетехнологічних котушок індуктивностей і створити низькочастотні фільтри в мікроелектронному виконанні, в яких основні параметри можуть бути змінені за допомогою зовнішніх резисторів та конденсаторів.Найпростіші фільтри високих і низьких частот показані на рис. 1.2, а, в. В них конденсатор, визначаючий частотну характеристику, ввімкнений в ЗЗ.
 |
Для фільтру високих частот, який часто використовується в якості диференціюючого пристрою, коефіцієнт передачі
.Переходячи до операторного запису, отримаємо передавальну функцію
,де
.ЛАЧХ даного фільтра наведена на рис. 1.2, б. Частоту спряження асимптот
находять з умови 
, звідки 
.Для фільтру низьких частот (рис. 1.2, в) аналогічно розглянутому маємо
або в операторному вигляді
,де
.ЛАЧХ фільтру низьких частот показана на рис. 1.2, г. Так як на частоті спряження асимптот виконується умова
, то частота спряження 
.Передавальні функції наведених найпростіших фільтрів являють собою рівняння першого порядку, тому і фільтри називаються фільтрами першого порядку. Коефіцієнт підсилення у них зменшується з частотою на
.