2 Указания по выполнению электрических расчетов

Расчет электронного устройства сводится к последовательному расчету функциональных узлов, из которых это устройство синтезировано.

Расчет электронного устройства, состоящего из ряда последовательно соединенных узлов, начинают со стороны его выхода, т.е. с конца. Выходной функциональный узел – единственный в электронном устройстве, для расчета которого в техническом задании сформулированы достаточные требования. Необходимые для расчета дополнительные данные – значения входных и внешних для данного узла параметров – студент, являясь разработчиком изделия, устанавливает сам. Значения этих входных для последнего узла параметров являются выходными при расчете предпоследнего узла.

Так по шагам рассчитывают все устройство.

При выполнении расчетов принимают точность, равную 1%. В этом случае должно быть две верных значащих цифры.

Например, 27086≈27000 или 0,00 1642≈0,0016.

Расчеты заканчиваются таблицами для резисторов и конденсаторов

Таблица 1 - Параметры резисторов

Обозначение резистора	Расчетное сопротивление,Ом	Номинальное сопротивление, Ом	Расчетная мощность рассеяния, Вт	Номинальная мощность рассеяния, Вт	Допустимое отклонение сопротивления, %

Таблица 2 - Параметры конденсаторов

Обозначение конденсатора	Расчетная емкость, Ф	Максимальное рабочее напряжение, В	Номинальная емкость, Ф	Номинальное напряжение, В	Допустимое отклонение емкости, %

Конкретные электрические расчеты выполняют по методикам, которые изложены в литературе [1], [2], [3], [4], [5], [6].

3 Указания по выбору элементной базы устройства

Выбор транзисторов

Хотя транзисторы являются приборами универсального назначения, их следует применять по назначению, указанному в справочнике. Набор параметров и характеристик, приводимый в справочнике, соответствует в первую очередь этому назначению транзистора и обеспечивают детальный расчет схем указанного класса.

Применение высокочастотных транзисторов в низкочастотных схемах нежелательны, т.к. они дороги, склонны к самовозбуждению и обладают меньшими эксплуатационными запасами.

Не допускается превышение максимально допустимых значений напряжений, токов, температуры, мощности рассеяния. Транзистор работает более устойчиво при неполном использовании его по напряжению и полному использованию по току.

Для надежной работы транзистора напряжение на его коллекторе и рассеиваемая мощность должны быть не более 70-80% от максимально допустимых значений.

Не следует применять мощные транзисторы там, где можно применить маломощные, т.к. при использовании мощных транзисторов в режиме малых токов их коэффициент пере дачи по току мал и сильно зависит от величины тока и температуры окружающей среды. Ухудшаются стоимостные и массогабаритные показатели.

Выбор полупроводниковых диодов

Нужно применять диоды по указанному в справочнике назначению: в выпрямителях – выпрямительные, в импульсных устройствах – импульсные и т.д.

Обратное напряжение на диоде и прямой ток через него (в т.ч. импульсный) не должны быть больше 70-80% от максимально допустимых значений.

Рабочая частота не должна быть больше указанного в справочнике предельного значения.

Выбор резисторов

В разрабатываемом устройстве следует применять резисторы общего применения. Резисторы постоянные специальные следует применять, если значения параметров резисторов общего назначения оказываются недостаточными.

Допускаемые отклонения сопротивления от номинального нужно выбирать с учетом чувствительности к нему выходных параметров.

Переменные резисторы нужно применять по назначению. Подстроечные резисторы, подвижная система которых рассчитана на небольшое число перемещений – в качестве только подстроечных. Регулировочные, масса, габариты и стоимость которых больше – только в качестве регулировочных.

Выбор конденсаторов

Тип конденсатора выбирают по значениям его номинальной емкости и рабочего напряжения. Если конденсатор будет работать в цепи переменного тока, то учитывают тангенс угла потерь.

Допустимое отклонение емкости от номинальной выбирают с учетом чувствительности к нему выходных параметров.

Не следует применять конденсатор с номинальным напряжением значительно больше рабочего, т.к. ухудшаются массогабаритные и стоимостные показатели.

Выбор микросхем

Необходимо строгое соблюдение величине напряжения питания, сопротивления нагрузки и температурного диапазона.

По возможности применять микросхемы общего применения с низкой стоимостью, широким диапазоном напряжения питания, защищенным входом и выходом.

Следует избегать применения микросхем разных серий. Если это неизбежно, то лучше применять микросхемы с одинаковым напряжением питания.