Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE \* MERGEFORMAT3
Анотація
В даній курсовій роботі було розглянуто елементну базу підсилювача звукових частот з урахуванням умов експлуатації та призначення. Розглянуто масо-габаритні характеристики, здійснено аналіз електричних параметрів та характеристик кожного елемента окремо. Розраховано сумарну площу встановлення та масу радіоелементів. У другому розділі курсової роботи виконано технічний огляд дроселів висвітлено наступні питання: визначення; класифікація, умовні графічні позначення, система маркування, принцип дії; основні параметри та характеристики; еквівалентні схеми; типові схеми включення, конструкції; серійні промислові компоненти.
Аннотация
В данной курсовой работе была рассмотрена элементная база усилителя звуковых частот с учетом условий эксплуатации и назначения. Рассмотрены массо-габаритные характеристики, осуществлен анализ электрических параметров и характеристик каждого элемента отдельно. Рассчитано суммарную площадь установки и массу радиоэлементов. Во втором разделе курсовой работы выполнены технический осмотр дросселей, освещены следующие вопросы: определение; классификация, условные графические обозначения, система маркировки, принцип действия, основные параметры и характеристики; эквивалентные схемы; типовые схемы включения, конструкции; серийные промышленные компоненты.
THE Summary
In this term paper was considered basic elements of audio frequency amplifier based on operating conditions and purposes. Considered overall mass characteristics, the analysis of electrical parameters and characteristics of each element separately. Calculated total area of installation and a lot of radio. The second section of the course work completed inspection ballasts covered the following issues: definitions, classification, conditional graphical notation marking system, principle of operation, the main parameters and characteristics, equivalent circuits, including templates, designs, serial industrial components.
ЗМІСТ
Вступ …………………………………………………………………………....... 5
1. Аналіз елементної бази підсилювача потужності звукових частот.. …… 6
1.1. Галузь використання та призначення ................................................... 6
1.2. Аналіз умов експлуатації ....................................................................... 7
1.3. Аналіз елементної бази …………………………………………………... 7
1.4. Розрахунок сумарної площі та маси радіоелементів …………………. 26
2. Технічний опис інтегрального стабілізатора напруги ……………………. 29
2.1. Визначення ………………………………………………………………. 29
2.2. Класифікація …………………………………………………………….. 30
2.3. Умовні графічні позначення …………………………………………. 30
2.4. Система маркування …………………………………………………..... 32
2.5. Принцип дії …………………………………………………………..... 33
2.6. Основні параметри та характеристики …………………………….... 34
2.7. Еквівалентна схема ……………………………………………………. 35
2.8. Типові схеми включення ……………………………………………… 36
2.9. Конструкції ………………………………………………………...…… 36
2.10. Типові промислові вироби ……………………………………….…. 37
Висновки ………………………………………………………………………. 40
Перелік посилань ……………………………………………………………… 41
Додатки ………………………………………………………………………… 42
ВСТУП
Темою курсової роботи є «Підсилювач звукових частот». Нині у техніці повсюдно використовуються різноманітні підсилювальні пристрої. У кожному радіоприймачі, у кожному телевізорі, в комп'ютері і верстаті з числовим програмним управлінням є підсилювальні каскади. Залежно від типу підсилюючого параметра підсилювальні пристрої діляться на підсилювачі струму, напруги і потужності. Підсилювач потужності призначений для передачі великих потужностей сигналу без спотворень на зовнішнє навантаження як така звичайно акустична система. Зазвичай є вихідними каскадами багатокаскадних підсилювачів. Основне завдання підсилювача потужності є виділення на навантаженні можливо більшої потужності.
Метою виконання даної курсової роботи є виконання двох основних задач:
1. Виконати аналіз елементної бази імпульсного лабораторного блоку живлення.
2. Провести технічний огляд дроселя.
Аналіз елементної бази проводиться з метою з’ясування вона задані характеристики виробу. Здійснюється аналіз електричних параметрів та характеристик кожного елемента що входить до складу схеми окремо.
У другій частині проводиться технічний опис дроселя з урахуванням наступних питань: визначення, класифікація, умовні графічні позначення, система маркування, принцип дії, основні параметри та характеристики, еквівалентна схема, типові схеми включення, конструкції, типові промислові вироби.
Висновком курсової роботи є проведений аналіз елементної бази підсилювача потужності звукових частот та технічний огляд дроселів.
Підсилювач звуковиих частот (англ. audio amplifier) — електронний підсилювач, що підсилює малопотужні електричні сигнали звукового діапазону (звичайно від 20 Гц до 22 кГц, що відповідає діапазону чутих людиною акустичних коливань) до рівня, необхідного для роботи акустичних систем або гучномовців і є кінцевим активним елементом в системі отримання, обробки та підсилення сигналу.
Підсилювачі звукової частоти застосовують у всіх частинах тракту радіомовлення: студійної, передавальної, так і застосовують у каналах запису і відтворення звуку. Крім радіомовлення вони широко використовують у різних галузях техніки. Основне призначення підсилювачів потужності - це посилення сигналу, тобто під час подачі на вхід електричного сигналу малої потужності на навантаженні виходить сигнал тієї ж форми, але більшої потужності. Для посилення сигналу використовується енергія джерела живлення з допомогою підсилюючих елементів.
Підсилювачі звукових частот діляться на дві групи: підсилювачі недетермінованних сигналів і підсилювачі детермінованих сигналів. До першої групи відносяться підсилювачі, працюючі від звукових сигналів після їх перетворення на електричні. Призначенням цих підсилювачів є передача звукової інформації. Підсилювачі цієї групи входять до складу апаратури мовлення, і навіть звукового кіно. До другої групи відносяться підсилювачі, що входять до склад пристроїв автоматичного управління і місцевого контролю, і навіть підсилювачі вимірювальних пристроїв.
Вимоги до електричних параметрів підсилювачів звукових сигналів з урахуванням компромісу між міркуваннями якість відтворення і економічності. У цьому для головних ланок тракту передачі (радіомовних і телевізійних центрів) й у магістральних кабельних й радіо релейних ліній, обслуговуючих дуже великі контингенти слухачів і глядачів, електроакустичні показники вибираються гранично високими, а розподільні і приймальні мережі (підсилювальні станції мовлення, радіомовні і телевізійні приймачі) з економічних міркувань – більш низькими. У результаті масовості і великих сумарних потужностей підсилювачів розподільній і приймальній мереж велике значення набуває вимога високої енергетичної ефективності.
Підсилювач звукової частоти має дуже низькі коефіцієнти гармонійних інтермодуляційних спотворень, він порівняно простий, здатний витримувати короткочасне коротке замикання в навантаженні, не вимагає виносних елементів термостабілізації струму транзисторів вихідного каскаду. Основні технічні характеристики: максимальна потужність на навантаженні опором 4 0м – 70 Вт; номінальний діапазон частот 20…20000 гц; коефіцієнт гармонік трохи більше 0,01% коефіцієнт інтермодуляційних спотворень 0,0015 %.
Теплостійкість:
- Робоча температура: +5..+40 °С,
- Гранична температура: -40..+55 °С,
Розглянутий у цій роботі підсилювач звуковий частоти надійніший і потужніший, ніж існуючі аналоги, він має більшу вихідну потужність, менший коефіцієнт гармонік тощо. Схеми зі схожими характеристиками мають великі розміри, що ускладнює їх розрахунок і складання.
1.3. Аналіз елементної бази
Оскільки пристрій складається з великої кількості радіо компонентів, необхідно в першу чергу вибрати їх тип. Тому, на основі аналізу підсилювача, обираємо найбільш поширені елементи, дані по роботі яких є у довідниках. Проводиться конструктивний аналіз, в якому розглядаються розмірні характеристики радіоелементів та їх маси, проводиться опрацювання попереднього варіанту кріплення елементів на електронних блоках. Здійснюється аналіз електричних характеристик кожного елемента, що дає можливість перевірити вихідні дані, виявити найбільш навантажені елементи для прийняття в наступному додаткових конструктивних рішень.
1.3.1. Діоди:
VD1, VD2: стабілітрон - КС168А.
Рисунок 1.1 – Умовне графічне позначення стабілітрона
Технічні параметри:
Потужність розсіювання – 0,3 Вт;
Номінальна напруга стабілізації – 6,8 В;
Статичний опір – Rст. = 7 Ом;
Спосіб монтажу – в отвір;
Мінімальна напруга стабілізації – 6,1 В;
Максимальна напруга стабілізації – 7,5 В;
Температурний коефіцієнт напруги стабілізації – Uст. = 0.06 % / С;
Тимчасова нестабільність напруги стабілізації – Uст. = 1 В;
Мінімальний струм стабілізації – Iст.мин. = 3 мА;
Максимальний струм стабілізації – Іст.макс. = 45 мА;
Робоча температура: t = -60 ... 125 °С;
Корпус – kd-4-1;
Маса стабілітрона не більше 1 г.
VD3 – VD6, VD8 – VD11: імпульсний діод - КД521А
Рисунок 1.2 - Умовне графічне позначення імпульсного діода
Технічні параметри:
Uобр.max (постійне) – 75 В;
Uобр.max (імпульсне) – 100 В ;
Iпрям.max – 50 мА;
Iпрям.max – 0,5 А ;
Uпрям. (не більше) – 1 В;
Iобр. (при t = +25 ° C, не більше) – 1 мкА;
C (ємність переходу) – 4 пФ;
Температура кристала, не більше +125 ° C;
Час відновлення < 4нс;
Вага – 0,15 г;
Тип корпусу – КД-3.
VD7: стабілітрон - КС133А
Вигляд стабілітрона див. рисунок 1.1
Технічні параметри:
Потужність розсіювання – 0,3 Вт;
Мінімальна напруга стабілізації – 3 В;
Номінальна напруга стабілізації – 3.3 В;
Максимальна напруга стабілізації – 3.6 В;
Статичний опір – Rст. = 65 Ом;
При струмі I ст. = 10 мА;
Температурний коефіцієнт напруги стабілізації – Uст. = 0.11 % / С;
Тимчасова нестабільність напруги стабілізації Uст. = 1 В;
Мінімальний струм стабілізації – Iст.мін. = 3 мА;
Максимальний струм стабілізації – Iст.макс. = 81 мА;
Робоча температура – t = -60 ... 125 °С;
Спосіб монтажу – в отвір;
Корпус – kd-4-1.
1.3.2. Транзистори
VT1: КП303Е
Рисунок 1.3 - Умовне графічне позначення транзистора
Транзистори кремнієві епітаксиальні - планарні польові із затвором на основі p-n переходу і каналом n-типу.
Основні технічні характеристики транзистора КП303Е:
• Структура транзистора: з p-n переходом і n-каналом;
• Рсв max – розсіюється потужність стік-витік: 200 мВт;
• Напруга відсічення транзистора - напруга між затвором і витоком: не більше 8 В;
• Uсв max – Максимальна напруга стік-витік: 25 В;
• Uзс max – Максимальна напруга затвор-стік: 30 В;
• Uзв max – Максимальна напруга затвор-витік: 30 В;
• Iс – Струм стоку (постійний): 20 мА;
• Iс поч – Початковий струм стоку: не більше 20 мА;
• Iс ост – Залишковий струм стоку: 5 мА;
• S - Крутизна характеристики: не менше 4 мА / В;
• С11і – Вхідні ємність транзистора - ємність між затвором і витоком: не більше 6 пФ;
• С12і – Ємність зворотного зв'язку в схемі із загальним витоком при короткому замиканні на вході по змінному струму: не більше 2 пФ;
• Кш – Коефіцієнт шуму транзистора: не більше 4 дБ на частоті 100 МГц
• Маса транзистора не більше 0,5 г.
VT2: КП103М
Вигляд транзистора див. рисунок 1.3
Основні технічні характеристики транзистора КП103М:
• Структура транзистора: з p-n переходом і p-каналом;
• Рсв.max – розсіюється потужність стік-витік: 120 мВт;
• Uзв.отс – Напруга відсічення транзистора - напруга між затвором і витоком: 2,8 ... 7 В;
• Uсв max – Максимальна напруга стік-витік: 10 В;
• Iс поч – Початковий струм стоку: 3 ... 12 мА;
• S – Крутизна характеристики: більше 1,3 ... 4,4 мА / В;
• С11і – Вхідні ємність транзистора - ємність між затвором і витоком: 20 пФ;
• С12і – Ємність зворотного зв'язку в схемі із загальним витоком при короткому замиканні на вході по змінному струму: 8 пФ;
• Кш – Коефіцієнт шуму транзистора: не більше 3 дБ на частоті 1 кГц;
• Маса транзистора не більше 1 г.
VT3: КТ972А
Рисунок 1.4 – Умовне графічне позначення транзистора
Транзистори КТ972А кремнієві епітаксиальні-планарні структури n-p-n підсилювальні. Призначені для застосування у вихідних каскадах систем автоматики. Корпус пластмасовий з жорсткими висновками. Тип приладу вказується на корпусі.
Основні технічні характеристики транзистора КТ972А:
• Структура транзистора: n-p-n;
• Рк.max – Постійна потужність розсіювань колектора з тепловідводів: 8 Вт;
• fгр – Гранична частота коефіцієнта передачі струму транзистора для схеми з загальним емітером: не менше 200 МГц;
• Uке.max – Максимальна напруга колектор-емітер при заданому струмі колектора і заданому опорі в ланцюзі база-емітер: 60 В (1кОм);
• Uеб.max – Максимальна напруга емітер-база при заданому зворотному струмі емітера і розімкнутого ланцюга колектора: 5 В;
• Ік.max – Максимально допустимий імпульсний струм колектора: 4 А;
• Iке – Зворотний струм колектор-емітер при заданих зворотному напрузі колектор-емітер і опорі в ланцюзі база-емітер: не більше 1 мА (60 В);
• h21е – Статичний коефіцієнт передачі струму транзистора для схем із загальним емітером: більше 750;
• Rке нас – Опір насичення між колектором і емітером: не більше 3 Ом;
• tрас – Час розсмоктування: не більше 200 нс
• Маса транзистора не більше 1 г.
VT4: КТ973А
Рисунок 1.5 - Умовне графічне позначення транзистора
Транзистори КТ973А кремнієві епітаксиальні-планарні структури p-n-p підсилювальні. Призначені для застосування у вихідних каскадах систем автоматики. Корпус пластмасовий з жорсткими висновками. Тип приладу вказується на корпусі.
Основні технічні характеристики транзистора КТ973А:
• Структура транзистора: p-n-p;
• Рк.max – Постійне розсіює потужність колектора з тепловідводів: 8 Вт;
• fгр – Гранична частота коефіцієнта передачі струму транзистора для схеми з загальним емітером: не менше 200 МГц;
• Uке.max – Максимальна напруга колектор-емітер при заданому струмі колектора і заданому опорі в ланцюзі база-емітер: 60 В (1кОм);
• Uеб.max – Максимальна напруга емітер-база при заданому зворотному струмі емітера і розімкнутого ланцюга колектора: 5 В;
• Ік.max – Максимально допустимий імпульсний струм колектора: 4 А;
• Iке – Зворотний струм колектор-емітер при заданих зворотному напрузі колектор-емітер і опорі в ланцюзі база-емітер: не більше 1 мА (60 В);
• h21е – Статичний коефіцієнт передачі струму транзистора для схем із загальним емітером: більше 750;
• Rке нас – Опір насичення між колектором і емітером: не більше 3 Ом;
• tрас – Час розсмоктування: не більше 200 нс;
• Маса транзистора не більше 1 г.
VT5, VT6, VT8: КТ626В
Вигляд транзистора див. рисунок 1.4
Транзистори КТ626В кремнієві епітаксиальні-планарні структури p-n-p. Призначені для застосування в підсилювачах і генераторах короткохвильового діапазону і перемикаючих пристроях. Випускаються в пластмасовому корпусі з жорсткими висновками. Тип приладу вказується на корпусі.
Основні технічні характеристики транзистора КТ626В:
• Структура транзистора: p-n-p;
• Рк.max – Постійне розсіює потужність колектора: 6,5 Вт;
• fгр – Гранична частота коефіцієнта передачі струму транзистора для схеми з загальним емітером: не менше 45 МГц;
• Uкб.max – Максимальна напруга колектор-база при заданому зворотному струмі колектора і розімкнутого ланцюга емітера: 80 В;
• Uеб.max – Максимальна напруга емітер-база при заданому зворотному струмі емітера і розімкнутого ланцюга колектора: 4 В;
• Ік.max – Максимально допустимий постійний струм колектора: 500 мА;
• Iкб – Зворотний струм колектора - струм через колекторний перехід при заданому зворотному напрузі колектор-база і розімкнутому виведення емітера: не більше 1 мкА (80В);
• h21е – Статичний коефіцієнт передачі струму транзистора для схем із загальним емітером: 15 ... 45;
• Ск – Ємність колекторного переходу: не більше 150 пФ;
• Rке.нас – Опір насичення між колектором і емітером: не більше 2 Ом;
• tк – Постійна часу ланцюга зворотного зв'язку на високій частоті: не більше 500 пс;
• Маса транзистора не більше 1 г.
VT7: КТ961А
Вигляд транзистора див. рисунок 1.4
Транзистори КТ961А кремнієві пленарні структури n-p-n підсилювальні. Призначені для застосування в підсилювачах і імпульсних пристроях. Корпус пластмасовий з жорсткими висновками.
Основні технічні характеристики транзистора КТ961А:
• Структура транзистора: n-p-n;
• Рк.max – Постійне розсіює потужність колектора: 1 Вт;
• Рк.max.імп. – Максимально допустима імпульсна розсіювана потужність колектора: 12,5 Вт;
• fгр – Гранична частота коефіцієнта передачі струму транзистора для схеми з загальним емітером: не менше 50 МГц;
• Uке.max – Максимальна напруга колектор-емітер при заданому струмі колектора і заданому опорі в ланцюзі база-емітер: 100 В (1кОм);
• Uеб.max – Максимальна напруга емітер-база при заданому зворотному струмі емітера і розімкнутого ланцюга колектора: 5 В;
• Ік.max – Максимально допустимий постійний струм колектора: 1,5 А;
• Ік.max.імп. – Максимально допустимий імпульсний струм колектора: 2 А;
• Iкб – Зворотний струм колектора - струм через колекторний перехід при заданому зворотному напрузі колектор-база і розімкнутому виведення емітера: не більше 10 мА (60 В);
• h21е – Статичний коефіцієнт передачі струму транзистора для схем із загальним емітером: 40 ... 100;
• Rке.нас – Опір насичення між колектором і емітером: не більше 1 Ом
• Маса транзистора не більше 0,8 г.
VT9: КТ819Г
Рисунок 1.6 - Умовне графічне позначення транзистора
Транзистори кремнієві мезаепітаксіально-планарні структури n-p-n перемикальні. Призначені для застосування в підсилювачах і перемикаючих пристроях.
Основні технічні характеристики транзистора КТ819Г:
• Структура транзистора: n-p-n;
• Рк.max – Постійне розсіює потужність колектора: 1,5 Вт;
• Рк т max – Постійне розсіює потужність колектора з тепловідводів: 60 Вт;
• fгр – Гранична частота коефіцієнта передачі струму транзистора для схеми з загальним емітером: не менше 3 МГц;
• Uке max – Максимальна напруга колектор-емітер при заданому струмі колектора і заданому опорі в ланцюзі база-емітер: 100 В (0,1 кОм);
• Uеб max – Максимальна напруга емітер-база при заданому зворотному струмі емітера і розімкнутого ланцюга колектора: 5 В;
• Ікmax – Максимально допустимий постійний струм колектора: 10 А;
• Ік і max – Максимально допустимий імпульсний струм колектора: 15 А;
• Iкб – Зворотний струм колектора - струм через колекторний перехід при заданому зворотному напрузі колектор-база і розімкнутому виведення емітера: не більше 1 мА (40В);
• h21е – Статичний коефіцієнт передачі струму транзистора для схем із загальним емітером: більше 12;
• Rке нас – Опір насичення між колектором і емітером: не більше 0,4 Ом;
• Маса транзистора не більше 2,5 г.
VT10: КТ818Г
Вигляд транзистора див. рисунок 1.6
Транзистори кремнієві мезаепітаксіально-планарні структури p-n-p перемикальні. Призначені для застосування в підсилювачах і перемикаючих пристроях.
Основні технічні характеристики транзистора КТ818Г:
• Структура транзистора: p-n-p;
• Рк т max – Постійне розсіює потужність колектора з тепловідводів: 60 Вт;
• fгр – Гранична частота коефіцієнта передачі струму транзистора для схеми з загальним емітером: не менше 3 МГц;
• Uкеr max – Максимальна напруга колектор-емітер при заданому струмі колектора і заданому опорі в ланцюзі база-емітер: 90 В (0,1 кОм);
• Uебо max – Максимальна напруга емітер-база при заданому зворотному струмі емітера і розімкнутого ланцюга колектора: 5 В;
• Ік max – Максимально допустимий постійний струм колектора: 10 А;
• Ік і max – Максимально допустимий імпульсний струм колектора: 15 А;
• Iкбо – Зворотний струм колектора - струм через колекторний перехід при заданому зворотному напрузі колектор-база і розімкнутому виведення емітера: не більше 1 мА (40В);
• h21е – Статичний коефіцієнт передачі струму транзистора для схем із загальним емітером: більше 12;
• Ск – Ємність колекторного переходу: не більше 1000 пФ;
• Rке нас – Опір насичення між колектором і емітером: не більше 0,27 Ом;
• Маса транзистора не більше 2,5 г.
VT11: КТ8101А
Рисунок 1.7 - Умовне графічне позначення транзистора
Транзистори КТ8101А кремнієві епітаксиальні-планарні структури n-p-n універсальні. Призначені для застосування в кінцевих каскадах підсилювачів звукової частоти, стабілізаторах напруги, перетворювачах. Випускаються в пластмасовому корпусі з жорсткими висновками. Тип приладу вказується на корпусі. Маса транзистора не більше 2,5 г.
Основні технічні характеристики транзистора КТ8101А:
• Структура транзистора: n-p-n;
• Рк max – Постійне розсіює потужність колектора: 2 Вт;
• Рк т max – Постійне розсіює потужність колектора з тепловідводів: 150 Вт;
• fгр – Гранична частота коефіцієнта передачі струму транзистора для схеми з загальним емітером: не менше 10 мГц;
• Uкбо max – Максимальна напруга колектор-база при заданому зворотному струмі колектора і розімкнутого ланцюга емітера: 200 В;
• Uебо max – Максимальна напруга емітер-база при заданому зворотному струмі емітера і розімкнутого ланцюга колектора: 6 В;
• Ік max – Максимально допустимий постійний струм колектора: 16 А;
• Ік і max – Максимально допустимий імпульсний струм колектора: 25 А;
• Iкбо – Зворотний струм колектора - струм через колекторний перехід при заданому зворотному напрузі колектор-база і розімкнутому виведення емітера: не більше 1 мА (200В);
• h21е – Статичний коефіцієнт передачі струму транзистора для схем із загальним емітером: більше 20;
• Ск – Ємність колекторного переходу: не більше 1000 пФ;
VT12: КТ8102А
Вигляд транзистора див. рисунок 1.7
Транзистори КТ8102А кремнієві епітаксиальні-планарні структури p-n-p універсальні. Призначені для застосування в кінцевих каскадах підсилювачів звукової частоти, стабілізаторах напруги, перетворювачах. Випускаються в пластмасовому корпусі з жорсткими висновками. Тип приладу вказується в етикетці. Маса транзистора не більше 2,5 г.
Основні технічні характеристики транзистора КТ8102А:
• Структура транзистора: p-n-p;
• Рк max – Постійне розсіює потужність колектора: 2 Вт;
• Рк т max – Постійне розсіює потужність колектора з тепловідводів: 150 Вт;
• fгр – Гранична частота коефіцієнта передачі струму транзистора для схеми з загальним емітером: не менше 10 мГц;
• Uкбо max – Максимальна напруга колектор-база при заданому зворотному струмі колектора і розімкнутого ланцюга емітера: 200 В;
• Uебо max – Максимальна напруга емітер-база при заданому зворотному струмі емітера і розімкнутого ланцюга колектора: 6 В;
• Ік max – Максимально допустимий постійний струм колектора: 16 А;
• Ік і max – Максимально допустимий імпульсний струм колектора: 25 А;
• Iкбо – Зворотний струм колектора - струм через колекторний перехід при заданому зворотному напрузі колектор-база і розімкнутому виведення емітера: не більше 1 мА (200В);
• h21е – Статичний коефіцієнт передачі струму транзистора для схем із загальним емітером: більше 20;
• Ск – Ємність колекторного переходу: не більше 1000 пФ;
• Rке нас – Опір насичення між колектором і емітером: не більше 3,3 Ом.
1.3.3. Резистори
R1: 10 кОм; 0,125 Вт;
Рисунок 1.8 - Умовне графічне позначення резистора
Матеріал резистивного елемента металево плівкові, серія PTF;
Номінальний опір – 10 кОм;
Точність – 0.1 %;
Номінальна потужність – 0,125 Вт;
Тип виводів – аксіальні;
Максимальна робоча напруга – 300 В;
Робоча температура – t = -55 ... 150 °С;
Довжина корпусу – l = 6,35 мм;
Ширина (діаметр) корпусу – 2,31 мм;
R2: 47 кОм; 0,125 Вт
Вигляд резистора див. рисунок 1.8
Матеріал резистивного елемента – вуглецевий;
Серія С1-4;
Номінальний опір – 47 кОм;
Точність – 5 %;
Номінальна потужність – Вт 0,125;
Тип виводів – аксіальні;
Тип корпусу – циліндричний;
Максимальна робоча напруга – 250 В;
Робоча температура – t = -55 ... 125 °С;
Довжина корпусу l = 6,3 мм;
Ширина (діаметр) корпусу – 2,3 мм.
R3: 10 кОм, підстроювальний
Рисунок 1.9 – Умовне графічне позначення підстроювального резистора
Тип – підстроювальний;
Модель – PV37W (POT3107W);
Тип провідника – металокераміка;
Номінальний опір – 10 кОм;
Точність – 10 %;
Номінальна потужність–0,25;
Робоча температура – t = -10 ... 70 °С;
Кількість оборотів – 12;
Спосіб монтажу – в отвір;
Виробник Murata.
R4: 100 кОм; 0,125 Вт
Вигляд резистора див. рис.8
Матеріал резистивного елемента – вуглецевий;
Серія – С1-4;
Номінальний опір – 100 кОм;
Точність – 5 %;
Номінальна потужність – 0,25 Вт;
Тип виводів – аксіальні;
Тип корпусу – циліндричний;
Максимальна робоча напруга – 250 В;
Робоча температура – t = -55 ... 125 °С;
Довжина корпусу – l = 6,3мм;
Ширина (діаметр) корпусу – 2,3 мм.
R5: 300 кОм; 0,125 Вт
Вигляд резистора див. рисунок 1.8
Матеріал резистивного елемента – вуглецевий;
Серія С1-4;
Номінальний опір – 300 кОм;
Точність – 5 %;
Номінальна потужність – 0,25 Вт;
Тип виводів – аксіальні;
Тип корпусу – циліндричний;
Максимальна робоча напруга – 250 В;
Робоча температура – t = -55 ... 125 °С;
Довжина корпусy – l = 6,3 мм;
Ширина (діаметр) корпусу – 2,3 мм.
R6, R9: 1 кОм; 0,5 Вт
Рисунок 1.10 - Умовне графічне позначення резистора
Резистори МЛТ-0,5 постійні металево плівкові, лаковані, теплостійкі.
Металодіелектричні з металоелектричним шаром, неізольовані, для навісного монтажу. Призначені для роботи в електричних колах постійного, змінного та імпульсного струмів.
Основні технічні характеристики резисторів МЛТ-0,5:
- Номінальний опір – 1 кОм;
- Номінальна потужність – 0,5 Вт;
- Гранична напруга – 200 В;
- Допустимі відхилення опорів: ± 1; ± 2; ± 5; ± 10%;
- Діапазон температур – t = -60 ... +70 ° С;
- Мінімальне напрацювання: 30000 год;
- Термін зберігання: 25 років.
R7,R8: 20 кОм; 0,5 Вт
Вигляд резистора див. рисунок 1.10
Резистори МЛТ-0,5 постійні метало плівкові, лаковані, теплостійкі.
Металодіелектричні з металоелектричним шаром, неізольовані, для навісного монтажу. Призначені для роботи в електричних колах постійного, змінного та імпульсного струмів.
Основні технічні характеристики резисторів МЛТ-0,5:
- Номінальний опір –20 кОм;
- Номінальна потужність: 0,5 Вт;
- Гранична напруга: 350 В;
- Допустимі відхилення опорів: ± 1; ± 2; ± 5; ± 10%;
- Діапазон температур: -60 ... +70 ° С;
- Мінімальне напрацювання: 30000 год;
- Термін зберігання: 25 років.
R10, R13: 51 кОм; 0,5 Вт
Вигляд резистора див. рисунок 1.10
Тип С1-4;
Номінальний опір – 51 кОм;
Точність – 5 %;
Номінальна потужність – 0,5 Вт;
Максимальна робоча напруга м 350 В;
Робоча температура – t = -55 ... 155 °С;
Монтаж – в отвір;
Довжина корпусу – l = 9 мм;
Ширина (діаметр) корпусу – 3,2 мм.
R11: 6,8 кОм; 0,25 Вт
Вигляд резистора див. рисунок 1.8
Основні технічні характеристики резисторів МЛТ-0, 25:
- Номінальний опір –6,8 кОм;
- Номінальна потужність – 0,25 Вт;
- Граничне напруга – 250 В;
- Допустимі відхилення опорів – ± 1; ± 2; ± 5; ± 10%;
- Діапазон температур – t = -60 ... +70 ° С;
- Мінімальне напрацювання – 30000 год;
- Термін зберігання – 25 років.
R12: 1 кОм; 0,125 Вт
Вигляд резистора див. рисунок 1.8
Основні технічні характеристики резисторів МЛТ-0,125:
- Номінальний опір – 1 кОм;
- Номінальна потужність – 0,125 Вт;
- Гранична напруга – 200 В;
- Допустимі відхилення опорів: ± 1; ± 2; ± 5; ± 10%;
- Діапазон температур – t = -60 ... +70 ° С;
- Мінімальне напрацювання: 30000 год;
- Термін зберігання: 25 років.
R14, R19: 6,8 кОм; 0,5 Вт
Вигляд резистора див. рисунок 1.10
Основні технічні характеристики резисторів МЛТ-0,5:
- Номінальний опір – 6,8 кОм;
- Номінальна потужність – 0,5 Вт;
- Граничне напруга – 350 В;
- Допустимі відхилення опорів – ± 1; ± 2; ± 5; ± 10%;
- Діапазон температур – t = -60 ... +70 ° С;
- Мінімальне напрацювання – 30000 год;
- Термін зберігання – 25 років.
R15,R18: 56 кОм; 0,25 Вт
Вигляд резистора див. рисунок 1.8
Основні технічні характеристики резисторів МЛТ-0,25:
- Номінальний опір –56 кОм;
- Номінальна потужність – 0,25 Вт;
- Граничне напруга – 250 В;
- Допустимі відхилення опорів – ± 1; ± 2; ± 5; ± 10%;
- Діапазон температур – t = -60 ... +70 ° С;
- Мінімальне напрацювання – 30000 год;
R16,R17: 75 кОм; 0,25 Вт
Вигляд резистора див. рисунок 1.8
Основні технічні характеристики резисторів МЛТ-0,25:
- Номінальний опір –75 кОм;
- Номінальна потужність – 0,25 Вт;
- Граничне напруга – 200 В;
- Допустимі відхилення опорів – ± 1; ± 2; ± 5; ± 10%;
- Діапазон температур – t = -30 ... +70 ° С;
- Мінімальне напрацювання – 20000 год;
- Термін зберігання – 20 років.
R20,R21: 1 кОм; 1 Вт
Рисунок 1.11 - Умовне графічне позначення резистора
Основні технічні характеристики резисторів МЛТ-1:
- Номінальний опір –1 кОм;
- Номінальна потужність – 1 Вт;
- Граничне напруга – 500 В;
- Допустимі відхилення опорів – ± 1; ± 2; ± 5; ± 10%;
- Діапазон температур – t = -50 ... +70 ° С;
- Мінімальне напрацювання – 30000 год;
- Термін зберігання – 30 років.
1.3.4. Конденсатор
С1: електролітичний - K50-35
6.8 мкф, 35 В
Рисунок 1.12 - Умовне графічне позначення конденсатора
Конденсатори імпортні оксидно-електролітичні алюмінієві полярні аналог вітчизняних конденсаторів: K50-6, K50-16, K50-35, K50-38, K50-40, K50-46, К50-68. Призначені для роботи в ланцюгах постійного і пульсуючого струмів.
Основні параметри конденсаторів:
• Номінальне значення ємності – 6,8 мкФ;
• Номінальна напруга – 35 В;
• Діапазон робочих температур – t = -55 ... +105 ° C;
• Допустиме відхилення ємності від номінальної – ± 20%.
• Маса конденсатора – 0.8 г.
1.3.5. Дросель
L1: 400мкГн
Тип – Д104;
Рисунок 1.13 Умовне графічне позначення дроселя
Основні характеристики:
Частота - від 50 до 5000 Гц;
Індуктивність – 400 мкГн;
Струм підмагнічування - від 0,02 до 50 А.
Опір ізоляції між секціями обмотки і корпусом:
- У нормальних умовах - 10 000 МОм;
- При підвищеній температурі (+85 °С) - 20 МОМ;
- При підвищеній вологості (до 98% довгостроково) - 2 МОМ;
- При підвищеній вологості (до 98% короткочасне) - 20 МОМ;
Таблиця 1.1 – Конструктивно-експлуатаційні характеристики елементів
|
Назва елемента |
Кіл. шт. |
Конструктивні параметри |
Допустимі умови експлуатації |
||||
|
Маса,г |
Площа встанов. мм2 |
Висота, мм |
Діаметр виводу, мм |
Макс. темп.ºС |
Частота вібрації, Гц |
||
|
Конденсатори |
|||||||
|
K50-35 |
1 |
0,8 |
187,68 |
5,6 |
0,6 |
+105 |
15...200 |
|
Дросель |
|||||||
|
Д104 |
1 |
50 |
2912 |
56 |
0,8 |
+100 |
10…2000 |
|
Резистори |
|||||||
|
МЛТ-0,125 |
5 |
0,1 |
14,67 |
2,31 |
0,5 |
+70 |
10…2000 |
|
МЛТ-0,25 |
5 |
0,15 |
14,67 |
2,31 |
0,5 |
+70 |
10…2000 |
|
МЛТ-0,5 |
8 |
0,63 |
24,8 |
3,1 |
0,6 |
+70 |
10…2000 |
|
МЛТ-1 |
2 |
1,1 |
51,84 |
5,4 |
0,7 |
+70 |
10…2000 |
|
PV37W |
1 |
25 |
42,88 |
6,7 |
0,5 |
+70 |
10…2000 |
|
Діоди |
|||||||
|
КС168А |
2 |
1 |
22,5 |
3,0 |
0,5 |
+125 |
10…300 |
|
КД521А |
8 |
0,15 |
7,22 |
1,9 |
0,5 |
+125 |
5…350 |
|
КС133А |
1 |
0,15 |
22,5 |
3,0 |
0,5 |
+125 |
10…300 |
|
Транзистори |
|||||||
|
КП303Е |
1 |
0,5 |
26,5 |
5,3 |
0,5 |
+100 |
10…300 |
|
КП103М |
1 |
1,0 |
26,5 |
5,3 |
0,5 |
+100 |
10…300 |
|
КТ972А |
1 |
1,0 |
84,24 |
10,8 |
0,6 |
+100 |
5…350 |
|
КТ973А |
1 |
1,0 |
85,8 |
11,0 |
0,5 |
+100 |
10…300 |
|
КТ626В |
3 |
1,0 |
84,24 |
10,8 |
0,4 |
+125 |
10…300 |
|
КТ961А |
1 |
0,8 |
84,24 |
10,8 |
0,4 |
+125 |
10…300 |
|
КТ819Г |
1 |
2,5 |
159,65 |
15,5 |
0,5 |
+125 |
10…300 |
|
КТ818Г |
1 |
2,5 |
159,65 |
15,5 |
0,5 |
+125 |
10…300 |
|
КТ8101А |
1 |
2,5 |
170,63 |
11,3 |
0,5 |
+125 |
10…300 |
|
КТ8102А |
1 |
2,5 |
170,63 |
11,3 |
0,5 |
+125 |
10…300 |
1.4. Розрахунок сумарної площі та маси радіоелементів
Обрахуємо масу радіоелементів плати. Масу елементів вираховуємо, використовуючи дані таблиці 1.1.
Маса діодів типу КС168А mVD1 = 2 (г).
Маса діодів типу КД521А mVD2 = 1,2 (г).
Маса діодів типу КС133А mVD3 = 1 (г).
mVD = mVD1 + mVD2 + mVD3
mVD = 2 + 1,2 + 1 = 4,2 (г).
Маса транзистора типу КП303Е mVT1 = 0,5 (г).
Маса транзистора типу КП103М mVT2 = 1(г).
Маса транзистора типу КТ972А mVT3 = 1(г).
Маса транзистора типу КТ973А mVT4 = 1 (г).
Маса транзисторів типу КТ626В mVT5 = 3 (г).
Маса транзистора типу КТ961А mVT6 = 0,8 (г).
Маса транзистора типу КТ819Г mVT7 = 2,5 (г).
Маса транзистора типу КТ818Г mVT8 = 2,5 (г).
Маса транзистора типу КТ8101А mVT9 = 2,5 (г).
Маса транзистора типу КТ8102А mVT10 = 2,5 (г).
mVT = mVT1 + mVT2 + mVT3 + mVT4 + mVT5 + mVT6 + mVT7 + mVT8 + mVT9
mVT = 0,5 + 1 + 1 + 1 + 3 + 0,8 + 2,5 + 2,5 + 2,5 + 2,5 = 17,3 (г).
Маса резисторів типу МЛТ 0,125 mR1 = 0,5 (г).
Маса резисторів типу МЛТ 0,25 mR2 = 0,75 (г).
Маса резисторів типу МЛТ 0,5 mR3 = 5,04 (г).
Маса резистора типу PV37W mR4 = 25 (г).
mR = mR1 + mR2 + mR3 + mR4
mR = 0,5 + 0,75 + 5,04 + 25 = 30,84 (г).
Маса конденсатора типу K50-35 mС1 = 0,8 (г).
Маса дроселя типу Д104 mL1 = 50 (г).
Загальна маса радіоелементів розміщених на платі буде рівною:
∑mел = mVD + mVT + mR + mС1 + mL1
∑mел = 4,2 + 17,3 + 25 + 30,84 + 0,8 + 50 = 128,14 (г).
Визначимо сумарну площу що займуть радіоелементи на платі.
На друкованій платі пристрою, що проектується, встановлено 46 елементів. Площа одного типономіналу елементу складається площі встановлення одного елементу помноженої на кількість елементів цього типу.
Площа встановлення діодів типу КС168А SVD1 = 45 (мм2).
Площа встановлення діодів типу КД521А SVD2 = 57,76 (мм2).
Площа встановлення діодів типу КС133А SVD3 = 22,5 (мм2).
SVD = SVD1 + SVD2 + SVD3
SVD = 45 + 57,76 + 22,5 = 125,26 (мм2).
Площа встановлення транзистора типу КП303Е SVT1 = 26,5 (мм2).
Площа встановлення транзистора типу КП103М SVT2 = 26,5 (мм2).
Площа встановлення транзистора типу КТ972А SVT3 = 84,24 (мм2).
Площа встановлення транзистора типу КТ973А SVT4 = 85,8 (мм2).
Площа встановлення транзистора типу КТ626В SVT5 = 252,72 (мм2).
Площа встановлення транзистора типу КТ961А SVT6 = 84,24 (мм2).
Площа встановлення транзистора типу КТ819Г SVT7 = 159,65 (мм2).
Площа встановлення транзистора типу КТ818Г SVT8 = 159,65 (мм2).
Площа встановлення транзистора типу КТ8101А SVT9 = 170,63 (мм2).
Площа встановлення транзистора типу КТ8102А SVT10 = 170,63 (мм2).
SVT = SVT1 + SVT2 + SVT3 + SVT4 + SVT5 + SVT6 + SVT7 + SVT8 + SVT9 + SVT10
SVT = 26,5 + 26,5 + 84,24 + 85,8 + 252,72 + 84,24 + 159,65 + 159,65 + 170,63 + 170,63 = 1220,56 (мм2).
Площа встановлення резисторів типу МЛТ 0,125 SR1 = 73,34 (мм2).
Площа встановлення резисторів типу МЛТ 0,25 SR2 = 73,34 (мм2).
Площа встановлення резисторів типу МЛТ 0,5 SR3 = 198,4 (мм2).
Площа встановлення резисторів типу МЛТ 1 SR4 = 103,68 (мм2).
Площа встановлення резисторів типу PV37W SR5 = 42,88 (мм2).
SR = SR1 + SR2 + SR3 + SR4 + SR5
SR = 73,34 + 73,34 + 198,4 + 103,68 + 42,88 = 491,64 (мм2).
Площа встановлення конденсатора типу K50-35 SС = 187,68 (мм2).
Площа встановлення дроселя типу Д104 SL = 2912 (мм2).
Загальна площа радіоелементів розміщених на платі буде рівною:
∑Sел = SVD + SVT + SR + SС + SL
∑Sел = 125,26 + 1220,56 + 491,64 + 187,68 + 2912 = 4937,14 (мм2).
Дросель від німецького слова – «скорочувати» є різновидом котушки індуктивності. Це котушки індуктивності, що володіють високим опором змінного струму і малим опором постійного. Властивості такої котушки залежать від того, якої частоти електричний струм потрібно «Скорочувати» або «затримувати».
Дросель включають в електричне коло для придушення змінної складової струму в ланцюзі, для поділу або обмеження сигналів різних частот. Дроселі включаються послідовно з навантаженням для обмеження змінного струму в ланцюзі, вони часто застосовуються в колах живлення радіотехнічних пристроїв в якості фільтруючого елемента, а також в якості баласту для включення розрядних ламп в мережу змінної напруги. Для мереж живлення з частотами 50-60 Гц сердечники виготовляють з трансформаторної сталі. На більш високих частотах також застосовуються сердечники з пермалою або фериту. Особливий різновид дроселів – протизавадні феритові барила (намистини або кільця), нанизані на окремі дроти або групи проводів (кабелі) для придушення синфазних високочастотних перешкод.
У залежності від призначення дроселі діляться на високочастотні і низькочастотні. Це відмінність відноситься і до конструктивного їх виконанню. Дроселі високої частоти виготовляють у вигляді одношарових або багатошарових котушок без осердя або з сердечниками. Для дроселів довгих і середніх хвиль застосовують секційне намотування. Дроселі на коротких і метрових хвилях мають одношарове намотування, суцільну або з примусовим кроком.
Для зменшення габаритів дроселів застосовують магнітні сердечники. Дроселі високої частоти з сердечниками з магнітодіелектриків та феритів мають меншу власну ємність і можуть працювати в більш широкому діапазоні частот. Низькочастотний дросель подібний електричного трансформатора з однією обмоткою.
Дросель це один із різновидів котушок індуктивності. Вони призначені для забезпечення великого опору для змінного струму і малого опору для прямого або низькочастотного струму.
В залежності від частотного діапазону дроселі поділяють на високочастотні та низькочастотні. Дроселі низької частоти застосовуються в випрямних пристроях в якості фільтра для отримання малих пульсацій постійної напруги при великому струмі і вмикається завжди послідовно з опором навантаження. Для виключення насиченості магнітного ланцюга магнітопроводу протікаючи постійним струмом в магнітопроводі утворюється повітряний зазор товщиною 0,05..0,1 мм. При розрахунку індуктивності і активного опору дроселя необхідно враховувати значення постійного струму, який протікає в навантаженні і параметри джерела живлення.
Дроселі високої частоти призначені для роботи в високочастотних електричних колах. Вони повинні володіти мінімальною ємністю, для забезпечення якої котушки індуктивності намотуються на діелектричний каркас в навал або з певним кроком намотки.
ГОСТ 2.723 - 68 УДО. Котушки індуктивності, дроселі, трансформатори та магнітні підсилювачі.
Область застосування: цей стандарт встановлює умовні графічні позначення котушок індуктивності та дроселів, трансдуктор, трансформаторів, автотрансформаторів і магнітних підсилювачів на схемах, які виконуються вручну або автоматизованим способом, виробів всіх галузей промисловості і будівництва.
При зображенні магнітних підсилювачів, рознесеним способом використовують такі позначення:
Незалежно від реальної конструкції котушки індуктивності та дроселів зображують на схемах, як показано на рисунку 2.1.
Число півкіл в умовному графічному позначенні котушок і дроселів може бути будь-яким. Частіше кількість півкіл вибирають рівним чотирьом або ж в залежності від зручності їх сполучення на принципових схемах з символами інших елементів (конденсаторів, резисторів і т. п.). Залежно від конфігурації принципової схеми висновки обмотки направляють або в одну сторону (рис. 2.1, L3), або в різні (L1, L2, L4). Якщо необхідно показати відвід, то лінію електричного зв'язку приєднують в місці зчленування півкіл або в середині однієї з них (L4), причому крапка не ставиться.
Буквено-цифрове позиційне позначення котушок і дроселів складається з букви L і порядкового номера за схемою. Поруч (зверху або праворуч) можна вказувати індуктивність, зазвичай в мілігенрі (мГн) або мікрогенрі (мкГн).
Якщо котушка або дросель має магнітопровід, умовне графічне позначення доповнюють його символом - відрізком суцільної або переривчастої лінії, розташовуваним з «зовнішньої» сторони півкіл (рис. 2.1). При цьому магнітопроводи з карбонільного заліза, альсифера або інших магнітодіелектриків зображують штриховою лінією (L1), з фериту або феромагнітного сплаву (електротехнічна сталь, пермалой) - суцільною лінією (L2). Магнітопроводи з немагнітних матеріалів (міді, алюмінію та ін) позначають так само, як і феромагнітні, але поряд з УДО вказують хімічний символ металу.
Можливість підстроювання індуктивності зміною положення магнітопровода показують на схемах знаком підлаштований регулювання, які перетинають умовне графічне позначення котушки під кутом 45 ° (рис. 2.1, L5, L6). Якщо необхідно звернути увагу на наявність зазору в феромагнітному магнітопроводі котушки або дроселя (зазвичай зазор роблять для збільшення магнітного опору, щоб запобігти насичення магнітопроводу), символ останнього розривають посередині (див. рис. 2.1, дросель L4).
Кодове маркування.
Зазвичай для індуктивностей кодується номінальне значення індуктивності і допуск, тобто допустиме відхилення від зазначеного номіналу. Номінальне значення кодується цифрами, а допуск - літерами. Застосовується два види кодування.
Перші дві цифри вказують значення в мікрогенрі (мкГн), остання - кількість нулів. Наступна за цифрами буква вказує на допуск. Наприклад, код 101J позначає 100 мкГн ± 5%. Якщо остання буква не вказується-допуск 20%. Винятки: для індуктивностей менше 10 мкГн роль десяткової коми виконує буква R, а для індуктивностей менше 1 мкГн - буква N.
Допуск:
|
Код |
Значення |
|
680К |
68 мкГн ± 10% |
|
101К |
100мкГн±10% |
|
151К |
150 мкГн ± 10% |
|
221K |
220 мкГн ±10% |
|
331К |
33ОмкГн ±10% |
|
471J |
470 мкГн ±5% |
|
681J |
680 мкГн ±5% |
|
102 |
1000 мкГн±20% |
D = ± 0,3 нГн; J = ± 5%; К = ± 10%; M = ± 20%
|
Код |
Значення |
|
2R2K |
2,2 мкГн±10% |
|
3R3K |
3,3 мкГн ±10% |
|
4R7K |
4,7 мкГн±10% |
|
6R8K |
6,8 мкГн±10% |
|
100К |
10 мкГн±10% |
|
150К |
15 мкГн±10% |
|
220К |
22 мкГн±10% |
|
33ОК |
33 мкГн±10% |
Приклади позначень:
|
Код |
Значення |
|
22N |
22 нГн ±20% |
|
R10M |
0,10 мкГн±20% |
|
R15M |
0,15 мкГн±20% |
|
R22M |
0,22 мкГн ±20% |
|
R33M |
0,33мкГн+20% |
|
R47M |
0,47мкГн±20% |
|
R68M |
0,68 мкГн +20% |
|
1R0M |
1,2мкГн ±20% |
Індуктивності маркуються безпосередньо в мікрогенрі (мкГн). У таких випадках маркування 680К буде означати не 68 мкГн ± 10%, а 680 мкГн ± 10%.
Котушка індуктивності здатна накопичувати енергію у своєму магнітному полі. Це проявляється в тому, що при протіканні через неї напруги, в ній поступово зростає струм, а при зміні полярності поступово спадає. Різко змінити силу струму в котушці індуктивності (дроселі) неможливо. Вона буде чинити опір цьому шляхом формування напруги самоіндукції на своїх виводах. Ця напруга може бути дуже великою і забезпечить проходження струму шляхом пробою ізоляції.
Котушка індуктивності (дросель) може мати декілька виводів - відводів від частин обмотки і два вивода від початку і від кінця обмотки. Роботу котушки описує наступне співвідношення, яке і визначає її застосування в електричних схемах. [Сила струму через котушку в момент T] = [Сила струму через котушку в початковий момент T0] + інтеграл від [T0] до [T] ([Напруга на котушці] / [Індуктивність котушки]) по [Часу].
Більш звично ця формула виглядає так: ..
Фізично котушка індуктивності складається з одного або декількох витків дроту, які можуть бути просто розміщені в повітрі, а можуть бути намотані на сердечник з будь-якого матеріалу. Сердечник намагнічується і, тим самим, накопичує в собі енергію.
У залежності від призначення котушки індуктивності діляться на контурні (разом з конденсатором вони утворюють коливальні контури) і котушки зв'язку (Тут вони сприяють передачі високочастотних коливань з одного ланцюга в іншу).
Котушки індуктивності (дроселі) володіють найвищим, реактивним опором змінного струму і малим опором постійному струму. Спільно з конденсаторами вони вживаються для захисту джерел живлення від падіння високочастотних сигналів.
При внесенні в котушку сердечника з феромагнітного матеріалу її індуктивність зростає. Крім того, зростає добротність котушки, також виникає можливість плавно поміняти індуктивність котушки введенням і виведенням сердечника.
Основні параметри котушки індуктивності (дроселя):
Індуктивність - коефіцієнт, що визначає залежність швидкості зміни електричного струму від напруги на котушці. Індуктивність вимірюється в Генрі. Через дросель індуктивністю 1 Гн за 1 с при напрузі 1 В піде струм 1 А. Зазвичай в схемах використовуються індуктивності від 1 мікрогенрі до 100 мілігенрі. Величина індуктивності прямо пропорційна розмірам котушки і кількістю витків. Індуктивність також залежить від матеріалу сердечника, введеного в котушку і наявності екрану. Розрахунок котушки індуктивності виконується з урахуванням цих факторів.
Добротність котушки індуктивності - це якість роботи котушки в ланцюгах змінного струму. Добротність котушки індуктивності визначають як відношення її індуктивного опору до активного опору. Грубо кажучи, індуктивний опір - це опір котушки змінному струму, а активний опір - це опір котушки постійному струму і опір, обумовлене втратами електричної потужності в каркасі, сердечнику, екрані і ізоляції котушки. Чим менше активний опір, тим вище добротність котушки і її якість. Таким чином, можна сказати, що чим вище добротність, тим менше втрати енергії в котушці індуктивності.
Індуктивний опір визначається формулою:
XL = ωL = 2πfL;
Де ω = 2πf - кругова частота (f - частота, Гц); L - індуктивність котушки, Гн.
Добротність котушки індуктивності визначається формулою:
Q = XL / R = ωL / R = 2πfL / R
Де R - активний опір котушки індуктивності, Ом.
Ємність котушки індуктивності
Витки котушки, розділені шаром ізоляції, утворюють елементарний конденсатор. У багатошарових котушках ємність виникає між окремими шарами. Таки чином, котушка індуктивності володіє не тільки індуктивністю, але і власною ємністю. У більшості випадків власна ємність котушки індуктивності є шкідливою, і її прагнуть позбутися. Для цього котушки індуктивності виконують із спеціальними формами каркаса, а обмотки котушки також виконують спеціальними способами. Власна ємність котушки також збільшується, якщо її намотування виконана рядами виток до витка.
Температурна нестабільність індуктивності обумовлена рядом факторів: при нагріванні збільшується довжина і діаметр проводу обмотки, збільшується довжина і діаметр каркаса, в результаті чого змінюється крок і діаметр витків; крім того при зміні температури змінюються діелектрична проникність матеріалу каркаса, що веде до зміни власної ємності котушки .
Для підвищення температурної стабільності застосовують каркаси з матеріалу з малим значенням коефіцієнта лінійного розширення. Цим вимогам найбільшою мірою задовольняє кераміка. Підвищенню температурної стабільності котушок сприяє міцне зчеплення обмотки з каркасом. З цією метою обмотку виконують методом вжигання срібла в керамічний каркас. У цьому випадку зміна розмірів струмопровідного шару визначається тільки лінійним розширенням каркаса. Такі котушки індуктивності мають TKL »(5-100)*10-6 Стабільність багатошарових котушок істотно гірше, так як в них неможливо уникнути зміни лінійних розмірів дроту обмотки. Багатошарові котушки мають TKL »(50-100)*10-6.
Еквівале́нтна схе́ма (схема заміщення, еквівалентна схема заміщення) — електрична схема, у якій всі реальні елементи заміщені максимально близькими за функціональністю, ідеальними елементами.
Еквівалентна схема дроселя (рис.7.1) містить Rк - активний опір котушки (втрати в міді), Rст - опір втрат у сталі, XS - індуктивний опір розсіювання, XL - основний індуктивний опір. Індуктивність дроселя визначається виразом: .
де Ψ - потокозчеплення, w - число витків, Ф - магнітний потік.
Змінний магнітний потік генерує в котушці дроселя ЕРС електромагнітної індукції: . Отже, потік з напругою пов'язаний рівнянням: .
Дросель включається в коло послідовно з навантаженням (Рис. 8.1); електричний опір Z (ω) залежить від частоти струму: Z (ω) = ω L,
де ω = 2πf (f - частота в Гц), L - індуктивність дроселя в Гн. Наприклад, в випрямлячах струму в якості елемента фільтра застосовується дросель з великим електричним опором для змінної складової струму. Дросель зазвичай виконується з сердечником з електротехнічної сталі, пермалою або спеціальних матеріалів з великою магнітною проникністю (наприклад, Феритовий сердечник) для збільшення індуктивності, тобто підвищення її опору змінному струму.
D - дросель; Rн - навантаження; U - напруга джерела.
Нелінійні трансформатори та дроселі в імпульсних пристроях зазвичай виконуються на сердечниках тороїдальної форми. Це дозволяє максимально використовувати можливості магнітних матеріалів. З магнітних матеріалів переважно застосовуються залізонікелеві сплави, що володіють багатьма цінними властивостями. Типова конструкція сердечника являє собою тороїд прямокутного перерізу, намотаний з тонкої стрічки феромагнітного сплаву. Сусідні витки стрічки ізольовані один від одного шаром спеціального ізолюючого складу товщиною кілька мікрометрів. Для оберігання від механічних пошкоджень і деформацій сердечник поміщають в каркас з немагнітного матеріалу. Поверх каркаса намотують обмотки з ізолюючими прошарками. Існує велика різноманітність конструктивних варіантів обмоток. Краще застосовувати одношарові обмотки. У багатошарових обмотках необхідно ізолювати кожен шар. Для зменшення числа шарів часто застосовують так звану «півторашарову» обмотку. Тут витки розташовуються впритул один до одного по довжині зовнішньої окружності каркаса, а не внутрішньою, як зазвичай. При цьому на внутрішньому колі частина витків розташовується поверх сусідніх. Така конструкція забезпечує ущільнення обмоток.
Ізоляція між шарами обмоток найчастіше виконується з тканини з наступною просоченням. Просочення усуває повітряні порожнини і тим самим значно підвищує електричну міцність ізоляційного шару. Рідка просочення (масло) типу ПМС покращує відведення теплоти від сердечника і обмоток. Однак застосування рідинної ізоляції пов'язано з низкою конструктивних незручностей: значно зростають габарити і маса, необхідні профілактичні огляди і т. п. Більш широке застосування отримали тверді просочувальні компаунди на основі епоксидних смол. Вони володіють високою електричною і механічною міцністю, термостійкі. Трансформатор (дросель) з таким просоченням може працювати в умовах низького тиску, підвищеної вологості та великих механічних навантажень.
Дросель для ДНАТ, ГРЛ, МГЛ.
Призначення: Баласти і пускорегулюючі апарати призначені для забезпечення режиму запалення і стабілізації струму розрядних ламп високого і низького тиску при включенні їх в мережу змінного струму частотою 50Гц з номінальною напругою 220В.
По своїй конструкції, електротехнічним параметрам і якості виготовлення відповідають рівню виробів провідних зарубіжних фірм.
Дросель УБІ (виготовляли у СРСР - зняті з виробництва)
Використання в промисловості і побуті все більшої кількості устаткування силової електроніки, такого як, частотні приводи двигунів, UPS, комп'ютери, випрямлячі, приводить до зростання гармонійних складових в мережі і спотворення синусоидальности кривих напруги і струму. Якщо з цим резонансом не боротися, ми стикаємося з такою проблемою як перевантаження конденсаторів, силових трансформаторів, і іншого розподільного устаткування, а також резонансне посилення гармонік. Щоб уникнути неприємностей з резонансами силових трансформаторів і конденсаторів необхідно використовувати трифазні дроселі що підключаються послідовно з конденсаторами. Частота резонансу такого контура має бути нижче, частоти самих нижчих гармонік присутніх в мережі. Для гармонік з частотами вище, ніж частота контура утвореного конденсатором і дроселем, резонанс не виникає.
Трьохфазні дроселі призначені для роботи у складі конденсаторних установок, включаються послідовно з конденсаторами, і служать для відбудови від частоти гармоніки, що превалює в мережі, для запобігання перегріву і пробою конденсаторів. Як відомо, при підвищенні частоти прикладеної напруги до конденсатора його опір знижується. Тому використовуються дроселі які разом з конденсатором утворюють контур відбудований від частоти гармоніки і пригнічуючий її.
ПОВЕРХНЕВИЙ МОНТАЖ ЗАГАЛЬНОГО ДРОСЕЛЯ
Особливості:
• Діапазон робочих температур - 40 ° C до + 85 ° C
• Відмінна пайку і стійкість до пайки
• Підходить для потоку і пайки
• Висока надійність і простота поверхневого монтажу
• Свинець (Pb) конструкція без
Застосування:
• USB 2.0 і IEEE1394
• Ноутбуків і персональних комп'ютерів
• Цифрові фотоапарати
• Сканер
Таблиця 2.1 – Характеристики дроселя
|
Стандартні електричні характеристики |
|||||
|
Загальний режим, Опір (Ω), AT 100MHz, ± 20%. |
Номінальна напруга В (постійний струм) |
Гранична напруга (постійний струм) |
Номінальний струм Максимальний (мА) |
Постійний опір Максимальний (Ω) |
Ізоля-ційний опір (MΩ) |
|
90 |
50 |
125 |
370 |
0,3 |
10 |
|
160 |
50 |
125 |
340 |
0,4 |
10 |
|
260 |
50 |
125 |
310 |
0,5 |
10 |
Продовження таблиці 2.1
|
600 |
50 |
125 |
260 |
0,8 |
10 |
|
1000 |
50 |
125 |
230 |
1 |
10 |
|
2200 |
50 |
125 |
200 |
1,2 |
10 |
Рисунок 2.4 - Розміри дроселя (в міліметрах)
ВИСНОВКИ:
В даній курсовій роботі у першому розділі було проаналізовано елементну базу підсилювача потужності звукових частот. Розраховані технічні характеристики радіоелементів. У другій частині було проведено технічний опис дроселя та досліджено його принцип дії.
Ми виконали курсовий проект, який полягав у проектуванні аналогового електронного пристрою, в нашому випадку підсилювача потужності звукової частоти. У процесі роботи була підібрана технічна література щодо розроблюваного пристрою, проаналізовано технічне завдання.
Основне призначення підсилювачів потужності - це посилення сигналу, тобто під час подачі на вхід електричного сигналу малої потужності на навантаженні виходить сигнал тієї ж форми, але більшої потужності. Для посилення сигналу використовується енергія джерела живлення з допомогою підсилюючих елементів.
У другому розділі подано технічний опис підсилювача потужності звукових частот, розкрито наступні питання: : визначення; класифікація, умовні графічні позначення, система маркування, принцип дії; основні параметри та характеристики; еквівалентні схеми; типові схеми включення, конструкції; серійні промислові компоненти.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Гершунскии Б.С. Основы электроники и микроэлектроники. - К.: Вища школа, 1989. - 423с.
2. Елементна база електронних апаратів: Підручник / М.Д. Матвійків, В.М. Когут, О.М. Матвійків. – Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2007. – 428с.
3. Справочник радиолюбителя / Под ред. Терещука М.В. - М.: Радио и связь, 1989. – 620с.
4. Николаев И.М., Филинюк НА. Интегральные микросхемы и
основы их проектирования. - М.: Радио и связь, 1991. – 321 с.
5. Барась С. Т., Лободзінська Р. Ф., Лазарєв О. О. Конструювання радіоелектронних засобів телекомунікаційних систем. Навчальний посібник.- Вінниця: ВНТУ, 2004 – 82 с.
6. Періодичні журнали; 'Электронная промышленность",
"Радиоэлектроника", "Зарубежная радиоэлектроника", "Електронні
компоненти", "Радио", "Радіоматор", "Радіо хоббі".
7. http://www. chipdip.ru
8. http://www.platan.ru
9. ГОСТ 2.721-74. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах.
10. Садченков Д. А. Маркировка радіодеталей отечественых и зарубежных. Справочное пособие. Том 2./ Д. А. Садченков. – М.: СОЛОН-Р, 2002. – 208 с.
ДОДАТКИ