Аналогові електронні пристрої

Завдання № 1

Привести розрахунки підсилювального каскаду на БТ, увімкненого за схемою CЕ. При цьому врахувати, що в схемі відсутній RС-фільтр в колі колектора, а також використовується емітерна стабілізація і немає зовнішнього зворотнього зв'язку. Задано:

Тип VТ1 - КТ368Б;

Е_ж - 7В;

R_нпост - 0,7 кОм;

R_нзм - 0,5 кОм.

1. Побудувати ДХ за постійним та змінним струмом (вихідну, вхідну, прохідну);

2. Вибрати положення робочої точки за умови реалізації режиму класу А;

3. Вибрати амплітуди сигналів за умови максимального використання динамічних характеристик, реалізації найбільшого ккд та найменших нелінійних спотворень;

4. Розрахувати елементи схеми, за допомогою яких забезпечується режим за постійним струмом;

5. Побудувати наскрізну ДХ;

6. Визначити вихідну корисну потужність;

7. Визначити Кu.

Рисунок 1 - Схема електрична принципова підсилювального каскаду на БТ.

Будуємо вихідну динамічну характеристику (рис. 2б) за постійною складовою:

точка 1 відкладається на осі напруг на рівні напруги живлення (Ек=7 В);

точка 2 відкладається на осі струмів на рівні: ;

з'єднавши точки 1 і 2 отримаємо динамічну характеристику за постійною складовою;

Рисунок 2 – Динамічні характеристики за змінним та за постійним струмом відкладається робоча точка (РТ) на динамічній характеристиці на рівні I₀=5,8 мА;

вліво від робочої точки відкладається відрізок ΔU = 1 В і визначається

величинацей відрізок відкладається вверх і отримаємо точку 3.

Через точку 3 і РТ проводиться пряма, яка буде динамічною характеристикою за змінною складовою ДХ~.

На рисунку 2а приведена вхідна, а на рисунку 2в — вихідна характеристики за змінною і постійною складовою.

З приведених характеристик рис. 2а та рис. 2б визначаємо амплітуди вхідного та вихідного змінного сигналу: U_{вх min}= 0,75 В; U_{вх max} = 0,85 В; U_{вих mіn}= 3,2 В; і В_вихmах= 5 В. Звідси:

Визначається опір емітерного резистора:

Визначається величина ємності емітерного конденсатора:

Вибирається значення 680 мкФ.

Визначаються елементи базового кола:

Будується наскрізна ДХ каскаду:

де:

Таблиця 1 - Дані для побудови наскрізної ДХ

Рисунок 3 - Наскрізна динамічна характеристика.

Визначається коефіцієнт підсилення за напругою Кu:

Завдання №2

Провести розрахунок підсилювального каскаду у режимі малого сигналу, при цьому використати умови та розрахунки елементів схеми за постійним струмом контрольної роботи №1. Задано:

Значення розділового конденсатора.

Тривалість імпульсу.

Потрібно:

• зобразити еквівалентну схему підсилювального каскаду;

• розрахувати та побудувати графіки АЧХ та ФЧХ;

• визначити смугу пропускання підсилювального каскаду на рівні 3 дБ

• розрахувати площу підсилення.

Зображаємо еквівалентну схему:

Рисунок 4 – еквівалентна схема каскаду із СЕ

Ємність монтажу оберемо:

C_м1=5(пФ), C_м2=15(пФ).

(пФ).

За вхідними характеристиками маємо:

.

Тоді .

Підставляємо чисельні дані і отримуємо:

.

За характеристиками рис. 2в маємо:

Знаходимо К₀:

Знаходимо вхідну та вихідну ємності:

=1,7пФ

Ємність монтажу оберемо:

C_м1=5(пФ), C_м2=15(пФ).

(пФ).

(пФ).

(пФ).

(пФ).

2. Розраховуємо та будуємо графіки АЧХ та ФЧХ. Область нижніх частот.

Вираз для АЧХ матиме вигляд:

Вираз для ФЧХ матиме вигляд:

.

.

Стала часу в області нижніх частот розраховується наступним чином:

(c).

(рад/c).

(Гц).

Побудуємо графік АЧХ в області нижніх частот.

Рисунок 5-графік АЧХ в області НЧ.

Побудуємо графік ФЧХ в області нижніх частот.

Рисунок 6 -графік ФЧХ в області НЧ. Область середніх частот:

Область верхніх частот.

Вираз для АЧХ матиме вигляд:

Вираз для ФЧХ матиме вигляд:

Стала часу в області верхніх частот розраховується наступним чином:

( c).

(рад/c).

(Гц).

Побудуємо графік АЧХ в області верхніх частот.

Рисунок 7-графік АЧХ в області ВЧ.

Побудуємо графік ФЧХ в області верхніх частот.

Рисунок 8-графік ФЧХ в області ВЧ.

Розраховуємо смугу пропускання.

ΔF =f_B …f_H=26,1(Гц)… 2,3 (МГц)

Розраховуємо площу підсилення:

П = 2π*К₀* ΔF = 2*3,14*21*2,3 = 303,3.