Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

ОСНОВЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ. УСИЛИТЕЛИ

Практикум по дисциплине

«Электротехника и электроника»

УФА 2009

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра промышленной электроники

ОСНОВЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ. УСИЛИТЕЛИ

Практикум по дисциплине

«Электротехника и электроника»

Часть I

УФА 2009

Составители: Р.Х.Шакирова, В.Х. Абдрахманов, И.Б. Андреев

УДК 004.382.7 (07)

ББК 32. 973. 26-04 (Я7)

Основы расчета электронных устройств. Усилители. Практикум по дисциплине “Электротехника и электроника”, ч. 2 – “Электроника” /Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост.: Р.Х.Шакирова, Абдрахманов В.Х., Андреев И.Б. – Уфа, 2009.- 73 с.

Предназначено для студентов по направлению подготовки бакалавров и магистров 220200 «Автоматизация и управление», специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств». Приведены краткие теоретические сведения по изучаемым темам, примеры расчета типовых схем, задания на самостоятельный расчет, список литературы для самостоятельной работы. Приведено описание моделирующей программы CircuitMаker и пример моделирования электронной схемы.

Может быть использовано студентами других специальностей, изучающими электронику.

Табл. 11. Ил. 21. Библиогр. 11 назв.

Рецензенты: Уразбахтина Н.Г., доцент кафедры ЭЛА и НТ,

Даминов Р.М., доцент кафедры ПЭ

С Уфимский государственный

авиационный технический университет, 2009

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………..…………………..……..4

1. RC-УСИЛИТЕЛИ….

   1. Три схемы включения транзисторов……………………………...4

   2. Типовая схема одиночного усилительного каскада с ОЭ……….6

   3. Расчет каскада ОЭ по постоянному току………………………...7

   4. Задание 1 ………………………………….…………………........11

   5. Расчет усилителей по переменному току на средних

частотах……………………………………………………………….......12

6. Задание 2…………………………………………………………...16

7. Расчет элементов усилителя с учетом низкочастотных

и высокочастотных искажений………………………………………….20

8. Задание 3…………………………………………………………....20

9. Задание 4…………………………………………………………....21

10. Расчет эмиттерного повторителя (каскад ОК)……………………22

11. Задание 5…………………………………………………………….25

2. УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

2.1 Общие сведения ……………………………………………………24

2.2 Пример построения УПТ……………………………………….....26

2.3 Задание 6……………………………………………………….......32

3. УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ

3.1 Построение усилителей мощности……………………………….32

3.2 Задание 7……………………………………………………………39

4. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

4.1 Общие сведения…………………………………………….………40

4.2 Упрощенная эквивалентная схема ОУ……………………………41

4.3 Погрешности ОУ……………………………………………………42

4.4 Задание 8……………………………………………………….…….48

5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ

5.1 Моделирование электронных схем с помощью

программы CircuitMaker…………………………………………………49

5.2 Задание 9……………………………………………………….........57

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………...………..58

Приложение 1. Варианты построения схемы ОЭ………………..….

Приложение 2. Значения основных параметров усилителя в

схемах ОЭ, ОБ, ОК……………………………………………………

Приложение 3. Параметры трех типов операционных усилителей……….

Приложение 4. Пример создания и анализа электронной схемы в

пакете CircuitMaker ………………………………………………

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время трудно найти отрасль промышленности, в которой бы не использовались электронные приборы и устройства.

Несмотря на различие областей применения и многообразие режимов работы электронных устройств, они строятся на основе общих принципов и состоят из ограниченного набора функциональных узлов. Одним из таких базовых узлов является усилитель. На усилителях построены практически все электронные устройства: сами усилители, генераторы, различные формирующие устройства, ключевые схемы.

Усилители строятся как на дискретных элементах, так и на интегральных схемах (ИС). В связи с переходом на ИС изменяются задачи, стоящие перед разработчиками электронной аппаратуры. Если в аппаратуре на дискретных элементах важен расчет режимов работы отдельных каскадов, определение их параметров, решение вопросов термостабилизации, то в устройствах на ИС главное внимание уделяется правильному выбору ИС, их соединению и согласованию.

Предлагаемые методические указания посвящены вопросам построения и расчета основных типов усилителей: RC-усилителей, усилителей постоянного тока, усилителей мощности, построенных как на дискретных элементах, так и операционных усилителях.

В методических указаниях по каждой теме вначале приведен теоретический материал, затем пример расчета, а далее индивидуальные задания на самостоятельные расчеты. Последнее, девятое задание - задание на моделирование одной из разработанных схем. Моделирование позволяет выявить недостатки разработанной схемы, «отладить» ее на модели. Поэтому в методических указаниях есть раздел, посвященный описанию моделирующей программы CircuitMаker. Есть и другие моделирующие программы, но эту программу можно скачать бесплатно в интернете и она позволяет в достаточно полном объеме моделировать работу аналоговых и цифровых узлов. В приложении 4 приведен пример моделирования электронной схемы.