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
Факультет суднової енергетики
Відділ заочного навчання
Кафедра експлуатації суднового електрообладнання і засобів автоматики
Напрям 6.050702 Електромеханіка
Спеціалізація «Експлуатація електрообладнання і автоматики суден»
Розрахунково-графічна робота
з дисципліни «Електроніка та основи схемотехніки»
студента курсу __________
шифр __________
Домашня адреса: _____________
Дата надходження ______________
Оцінка ________________________
Підпис викладача _______________
Дата перевірки завдання _________
Херсон
Содержание
1. Расчет маломощного выпрямителя с емкостной нагрузкой
. Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе
. Синтез цифровой схемы
. Расчет параметрического стабилизатора напряжения
Литература
1. Расчет маломощного выпрямителя с емкостной нагрузкой
Исходные данные для расчета:d = 100B; Rd = 300Ом; Uc = 220В; fc = 50 Hz
Схема выпрямителя приведена на рис 1.1
Рис. 1.1 Схема маломощного однополупериодного выпрямителя
. Определение параметров нагрузки:
а) ток нагрузки:
б) мощность нагрузки:
. Определение основных параметров вентиля:
а) ток вентиля:
б) обратное напряжение на вентиле (предварительно)
. Выбор диода по найденным величинам со следующими параметрами:
Предельно допустимый прямой ток Предварительно допустимое обратное напряжение . Прямое падение напряжения при номинальном прямом токе .
. Определение активного сопротивления трансформатора, приведенное, к вторичной обмотке
, где определяется по графику 1.2
Рис.1.2. График для определения коэффициента ν
. Определение сопротивления вентиля в прямом включении:
. Определение сопротивления фазы выпрямителя:
. Вычисление вспомогательного расчетного параметра А:
. Пользуясь расчетными таблицами графиками, определяем расчетные коэффициенты B, D, H, F.= 0.994; D = 2.88; F = 6.569;H = 35
Рис. 1.3 График для определения вспомогательных коэффициентов B, D, F, H
. Определение основных параметров трансформатора:
а) ЭДС вторичной обмотки:
б) коэффициент трансформации:
.
в) действующее значение тока вторичной обмотки:
г) действующее значение тока первичной обмотки:
.
д) установленная мощность трансформатора:
2. Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе
На рис. 2.1 показана расчетная схема усилителя. Задачей расчета является [1,2]:
а) определение номинальных значений всех пассивных компонентов схемы каскада (резисторов и конденсаторов);
б) определение коэффициента нестабильности каскада Si;
в) построение линий нагрузки каскада по постоянному и переменному току;
г) определение коэффициентов усиления каскада по току, напряжению и мощности;
д) определение входного и выходного сопротивлений каскада.
В основу расчета каскада положено использование входных и выходных характеристик транзистора, по которым определяются необходимые для расчета параметры транзистора.
Исходными данными для расчета усилительного каскада являются напряжение источника питания Ek, параметры рабочей точки транзистора: току покоя I0k и напряжение покоя U0кэ; сопротивление нагрузки Rн; минимальная частота усиливаемого сигнала f0.
Рис. 2.1 Расчетная схема каскада
Исходные данные: Ек = 14В, I0k = 10мА, U0кэ = 7В, Rн = 600 Ом, f0 = 400 Гц.
Расчет
. Выбор транзистора с учетом того, что:
,
где = I0k* U0кэ = 7В,
Выбран транзистор КТ325А с параметрами:
|
β |
|||
|
30мА |
30÷90 |
15В |
225мВт |
. Расчет сопротивления резисторов
Сопротивления резисторов R1, R2, Rk, Rэ определяют, исходя из условия обеспечения режима каскада по постоянному току:
Рис. 2.2 Выходные характеристики транзистора КТ325А
а) наносят на семейство выходных характеристик транзистора [1,2] (рис.2.2) рабочую точку каскада и определяют постоянную составляющую тока базы I0б ≈ 0,08 мА;
б) определяют постоянную составляющую тока эмиттера:
0э = I0k + I0б
0э = 9+0,08 = 9,08мА
Рис. 2.3 Входные характеристики транзистора КТ 325А
в) Величину падения напряжения на резисторе Rэ принимаем равной 0,2 Ек, определяем Rэ:
.
Принимаем Rэ = 270 Ом;
г) определяем Rk
Принимаем Rk = 420 Ом;
д) на входную характеристику транзистора (рис. 2.3) наносим рабочую точку транзистора и определяем падение напряжения между эмиттером и базой в режиме покоя. U0бэ ≈ 0,6В.
е) задаемся величиной сквозного тока делителя Iд, протекающего через последовательно включенные резисторы R1 и R2. Принимаем Iд = 20*I0б . Iд = 20*0,08 = 1,6мА.
ж) определяем R2:
принимаем R2 = 2.1кОм;
з) определяем R1:
принимаем R1 = 6.3kОм.
. Определение коэффициента нестабильности каскада:
а) определяем величину Rд:
.
б) определяем коэффициент усиления транзистора:
в) определяем коэффициент нестабильности:
. Определение усилительных параметров каскада:
а) по входной характеристике (рис. 2.3) определяем входное сопротивление транзистора как котангенс угла наклона касательной к этой характеристике:
кОм.
б) Определяем входное сопротивление каскада как эквивалентное сопротивление трех параллельно включенных R1, R2, rвх
.
в) определяем эквивалентное сопротивление нагрузки каскада по переменному току:
г) определяем коэффициент усиления каскада по току с учетом шунтирующего воздействия входных и выходных цепей усилителя:
д) определяем коэффициент усиления по напряжению:
е) определяем коэффициент усиления по мощности:
ж) определяем выходное сопротивление усилителя, как параллельное соединение выходного сопротивление rвых транзистора и сопротивления в цепи коллектора Rвых = rвых /Rk.
Ввиду того, что обычно rвых >> Rk, можно считать Rвых = Rk = 420 Ом.
. Расчет емкостей в схеме каскада:
а) определяем С. Хс1 принимаем 0,1Rвх. Отсюда
.
Принимаем С1 = 4,7мкФ;
б) определяем Сэ, полагая Хсэ = 0,1Rэ:
.
Принимаем Сэ = 10мкФ.
. Построение линии нагрузки каскада по постоянному току.
Линия нагрузки по постоянному току представляет собой графическую зависимость между составляющими тока коллектора и напряжения коллектор-эмиттер, выражаемую формулой
Линия нагрузки строится на семействе выходных характеристик транзистора (рис.2.3) след. образом:
а) определяют точку, соответствующую режиму холостого хода коллекторной цепи (Ik xx = 0);
Данная точка лежит на оси абсцисс на расстоянии, равном Ек от центра координат;
б) определяем точку, соотв. КЗ цепи коллектора (Uкэкз = 0):
Точку к.з. откладывают на оси ординат на расстоянии, равном Ikкз от центра координат;
в) строят линию нагрузки по постоянному току как прямую, соединяющую точку холостого хода с точкой короткого замыкания.
(см.рис.2.3)
. Построение линии нагрузки по переменному току.
Линия нагрузки по переменному току представляет собой графическую зависимость между переменной составляющей коллекторного тока и выходным переменным напряжением:
.
Эта линия проходит через рабочую точку каскада, причем угол ее наклона к оси абсцисс определяется сопротивлением нагрузки каскада по переменному току:
.
Для практического построения линии нагрузки по переменному току используют соотношение:
.
, тогда .
Строят линию нагрузки по переменному току как прямую, проходящую через рабочую точку и точку с координатами Ik=0.
3. Синтез цифровой схемы
Заданная функция имеет вид: .
Таблица истинности для такой функции будет иметь вид:
|
X3 |
X2 |
X1 |
X0 |
F |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Карта Вейче для данной функции будет иметь вид:
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
Запишем минимальную дизъюнктивную форму:
Комбинационная схема будет иметь вид:
4. Расчет параметрического стабилизатора напряжения
В табл. 4.1 приведены исходные данные, а в табл. 4.2 - параметры стабилитрона.
Таблица 4.1 Расчетные данные
|
Uст, В |
kСТ |
Iн, мА |
|
120 |
1,6 |
25 |
Таблица 4.2 Параметры стабилитрона
|
Тип стабилитрона |
Uст, В |
Iстмин, мА |
Iстмакс, мА |
rст, Ом |
α |
PCTmax. Вт |
|
КС620А |
108-132 |
5 |
42 |
150 |
0,2 |
5 |
Определим сопротивление R1:
где
тогда
выбираем R2=4.7k.
Мощность рассеивания на R2 равна
Исходя из этого,
выбираем 100Ом. Мощность, которая рессеивается на этом резисторе, равна
Исходя из полученных данных, выбираем резистор МЛТ-0,5-100Ом [6].
Вычисляем необходимое значение напряжения на входе стабилизатора при номинальном токе стабилитрона:
Определим КПД стабилизатора:
выпрямитель транзистор цифровая схема стабилизатор
Литература
1. Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): Учебник для вузов / Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров; Под ред. О.П. Глудкина. -М.: Горячая Линия - Телеком, 1999. -768 с.: ил.
2. Руденко В.С. та ін. Промислова електроніка: Підручник/ В.С.Руденко, В.Я.Ромашко, В.В.Трифонюк. -К.: Либідь, 1993. -432 с.
. Лавриненко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам. 10-е изд., перераб. и доп. -К.: Техніка, 1984. -424 с., ил.
. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. -М.: Радио и связь, 1987.-352 с.: ил. (МРБ)
. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. -М.:Солон-Р, 2000. -512, ил.
. Резисторы: Справочник/В.В. Дубовский, Д.М.Иванов, Н.Я.Пратусевич и др.; Под ред. И.И.Четверткова и В.М.Терехова. -2-е изд., перераб. и доп. -М.:Радио и связь, 1991. -528 с.: ил.
. Усатенко С.Т. и др. Графическое изображение электрорадиосхем: Справочник/ С.Т.Усатенко, Т.К.Каченюк, М.В.Терехова. -К.:Технiка, 1986. -120 с., ил.
. М. Херхагер, Х. Партолль. Mathcad 2000: полное руководство: Пер. с нем. - К.: Издательская группа BHV, 2000. -416 с.
. Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник/ В.Л.Аронов, А.В.Баюков, А.А.Зайцев и др. Под общ. ред. Н.Н. Горюнова. -2-е изд., перераб. -М.:Энергоатомиздат, 1985. -904 с.