Одеська національна академія зв’язку

ім. О.С. Попова

Вінницький навчально-науковий-виробничий центр

Методичні вказівки

до курсової роботи

з курсу «Основи схемотехніки»

НА ТЕМУ:

«Розрахунок пристроїв РЕА»

Винниця 2010

Зміст

Вступ………………………………………………………………………………….3

Технічне завдання……………………………………………………………………4

Частина І. Розробка принципової схеми та розрахунок параметрів електронного пристрою з блоком живлення……………………………………………………….5

Завдання І-1…………………………………………………………………………..5

Завдання І-2………………………………………………………………………….10

Завдання І-3………………………………………………………………………….15

Завдання І-4………………………………………………………………………….19

Завдання І-5………………………………………………………………………….22

Завдання І-6………………………………………………………………………….25

Завдання І-7………………………………………………………………………….28

Завдання І-8………………………………………………………………………….32

Частина ІІ. Розробка електричної схеми імпульсного пристрою………………...33

Завдання ІІ-1…………………………………………………………………………33

Завдання ІІ-2…………………………………………………………………………36

Завдання ІІ-3…………………………………………………………………………41

Завдання ІІ-4…………………………………………………………………………46

Завдання ІІ-5…………………………………………………………………………49

Завдання ІІ-6…………………………………………………………………………50

ЛІТЕРАТУРА ……………………………………………………………………….51

Основні правила оформлення роботи………………………………..52

Зразок титульної сторінки…………………………………………………………..54

Вступ

Мета курсової роботи – закріплення теоретичного матеріалу з дисципліни, набуття практичних навичок виконання електричного розрахунку базових електронних схем.

Курсове проектування базується на знання студентом таких дисциплін як «Фізика» , «Теорія електричних кіл», а також на вивчені курсу «Основи електроніки».

Курсова робота складається з двох частин.

В першій частині необхідно п о заданій структурній схемі пристрою вибрати принципову електричну схему і розрахувати номінальне значення елементів цієї схеми по вхідних параметрах.

В другій частині курсової роботи студенту пропонується по індивідуальному завдані розрахувати параметри схеми різних пристроїв РЕА.

Технічне завдання Частина і.

По заданій структурній схемі (див. Рис.1) розробити принципову електричну схему електронного пристрою (ЕП) і розрахувати її параметри.

ЕП

Вх Вих

БЖ

U_м = ~220 В

ƒ_м = 50 Гц

m = 2

Межі зміни напруги мережі а_м = в_м = 10%.

Припустимі установчі відхилення ∆U_н = ± 1В.

Рис. 1.

Частина іі.

Розрахувати параметри електричної схеми імпульсного пристрою.

Частина і. Розробка принципової схеми та розрахунок параметрів електронного пристрою з блоком живлення. Завдання і-1

Розрахувати параметри підсилювального каскаду на біполярному транзисторі який має коефіцієнт підсилення Кп в діапазоні частот послідуючим параметрам: напруга живлення Еж, опір навантаження Rн, внутрішній опір джерела живлення Rж та ін. (дані по кожному варіанту наведені в таблиці І-1).

Методика розрахунку:

В якості підсилювального каскаду виберемо схему з загальним емітером яка показана на рис.І-1.1

R_ф C_ф Е_ж

R₁ R_к

C₂

U_вх C₁ R_н

R₂ R_е C_е

Рис.І-1.1.

Розрахунок починаємо з вибору типу транзистора. Вибір транзистора проведемо по параметрам та

По отриманим даним вибираємо транзистор ___*___. З справочника виписуємо данні на цій транзистор:

U_кбмах = ; І_кмах = ; ƒ_h21б = ;

h_21е = ; І_кб0 = ; t⁰_max = ;

* - транзистор або діод вибирається індивідуально по кожному варіанту завдання.

І б, мкА Ік, мА

Рис. І-1.2. Приклад вхідної (а) та вихідної (б) статичної характеристики транзистора.

Далі проведемо розрахунок підсилювального каскаду на постійному струмі. За умовою симетрії робочої точки потенціал на колекторі виберемо як по­ловину напруги живлення, тобто Uk = 0,5 Еж. Будемо вважати, що потенціал емітера та падіння напруги на опорі фільтра однакові та дорівнюють: U_Е = U_Rф = 0,1· Е_ж, (В). Тоді U_КЕ = U_Rк = 0,4 · Е_ж, (В).

Виберемо струм бази І_Б (мкА) та на вихідній статичній характеристиці транзистора побудуємо динамічну характеристику за постійним струмом. Робоча точка транзистора за постійним струмом може знаходитись тільки на динамічній характеристиці.

Визначимо параметри транзистора в робочій точці:

І_к (мА); U_БЕ (В); І_Е: = І_Б + І_К (мА); h_21E = І_К / І_Б.

Розрахуємо опори резисторів в колах колектора та емітера:

,

Для того, щоб розрахувати подільник в колі бази, необхідно задатися струмом подільника, який вибирають в межах (5 ÷ 10) · І_Б для підвищення стабільності роботи схеми. Виберемо І_п = 10 · І_Б (мА), тоді:

За вхідною та вихідною характеристиками транзистора визначимо вхідний і вихідний опори транзистора та його крутизну:

,

Якщо статичні характеристики транзистора невідомі, можна користуватися наближеною формулою S = (20 ÷ 40) · І_к.

На цьому розрахунок підсилювального каскаду на постійному струмі можна вважати закінченим та переходити до розрахунків на змінному струмі.

Коефіцієнт підсилення в діапазоні середніх частот визначається таким чином:

Далі необхідно визначити ємності розділових конденсаторів С_Р1 і та С_Р2 за умови, що частотні спотворення на нижній частоті робочого діапазону F_н(Гц) не перевищують 3 дБ. Але спочатку необхідно визначити еквівалентні вхідний та вихідний опори підсилювального каскаду, а тільки потім - ємності розділових конденсаторів:

Для того, щоб перевірити, чи не будуть частотні спотворення на верхній часто-перевищувати 3 дБ, знайдемо сталу часу на верхній частоті робочого діапазону:

С_к (пФ) - ємність колекторного переходу транзистора;

С_м - (5-15) пФ - ємність монтажу.

Перевіримо, чи буде виконуватись умова Мв ≤ ЗдБ для верхньої частоти робочого діапазону:

задовольняє вихідні дані.

Ємність конденсатора в колі емітера визначається таким співвідношенням:

ємність фільтра С_ф (блокувального конденсатора) визначають виходячи з внутрішнього опору джерела живлення:

Таким чином, розраховано номінали елементів підсилювального каскаду, які небхідно забезпечити для реалізації заданих технічних вимог.

Далі, з урахуванням параметрів розрахованого підсилювача, вибираємо схему блока живлення і проводимо розрахунок її параметрів **.

** - для розрахунку параметрів блока живлення можна скористатися методикою, приведеною в розділі І-7.

Таблиця І-1.

Вхідні данні:

№	Т-т	Еж ,В	kп.вих, %	Кп	ƒн, Гц	ƒв, кГц	Rн, кОм	Rдж, Ом
1	Ст.	30	1,5	60	15	150	1,5	100
2	Ст.	6	1,3	30	15	150	3,3	110
3	Ст.	8	1,8	40	15	150	2,4	120
4	Ст.	12	1,6	50	20	200	1,3	150
5	Ст.	9	1,4	70	20	200	1,2	200
6	Ст.	15	1,8	80	25	220	1,0	250
7	Ст.	20	2,0	35	25	220	3,6	300
8	Ст.	10	2,2	45	25	220	2,0	350
9	Ст.	24	1,9	25	20	200	4,7	400
10	Бр.	20	1,7	45	20	200	2,2	100
11	Бр.	16	2,5	20	20	200	4,0	110
12	Бр.	35	1,6	50	15	150	2,0	150
13	Бр.	18	2,2	75	25	220	1,2	200
14	Бр.	25	3,0	40	25	220	3,6	250
15	Бр.	22	2,8	30	200	200	4,0	300

Ст. – Стержньовий тип трансформатора;

Бр. – Броньовий тип трансформатора;

U_і, В – амплітуда генеруючого імпульсу;

К_{п вих.}, % - коефіцієнт пульсації;

R_н, кОм – опір навантаження;