Задание для самостоятельной работы
Выполнить расчет транзисторного усилительного каскада с емкостной связью, выполненного на транзисторе МП – 25. Параметры рабочей точки усилителя указаны в табл.11. Номер варианта – сумма последних трех цифр номера зачетной книжки студента.
Таблица 11
Данные к задаче 3.1
-
Ток покоя Iok , мА
Напряжение покоя V0 эк , В
6
8
10
12
14
16
15
1
2
3
-
-
-
13
4¤
5
6
7
-
-
11
8¤
9¤
10
11
12
-
9
13¤
14¤
15
16
17
18
7
19¤
20¤
21
22
23
24
5
25¤
26¤
27¤
28
29
30
Для вариантов, отмеченных в таблице 8 знаком ¤, Ек = 12 В. Для остальных вариантов Ек = 24 В. Частота усиливаемого сигнала f0 = 400 Гц. Сопротивление нагрузки принять Rн=400 Ом.
Задача 3.3. Рассчитать нормирующий усилитель на основе ОУ типа К140 УД1А с коэффициентом передачи КU, работающий на нагрузку с сопротивлением RН. Входное сопротивление не менее 10 кОм, выходное сопротивление не более 50 Ом. Усилитель работает от источника сигнала с э.д.с. ЕГ и внутренним сопротивлением RГ.
Оценить
относительную статическую погрешность
и дрейф, приведенный ко входу усилителя,
если
Т=20оС
(от 20 до 40оС)
и нестабильность источников питания
10%Еп.
Паспортные
данные для ОУ типа КI40УДI:Е
=
6,3
В,КОВНП
=
60 дБ (103),
RВЫХ
ОУ =
700 Ом, КU
ОУ =
900;
;
.
Данные для расчета взять из табл. 12 и 13.
Таблица 12
Предпоследняя цифра номера зачетной книжки |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
КU |
12 |
15 |
40 |
50 |
8 |
20 |
15 |
10 |
6 |
3
|
RН, кОм |
20 |
30 |
25 |
7 |
15 |
12 |
18 |
35 |
15 |
10 |
ЕГ, В |
0,5 |
0,4 |
0,15 |
0,05 |
0,7 |
0,2 |
0,3 |
0,6 |
0,8 |
1 |
Таблица 13
Последняя цифра номера зачетной книжки |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
RГ, кОм |
0,5 |
0,8 |
1 |
2 |
1,3 |
1,8 |
2,4 |
3 |
2,7 |
1,5 |
Порядок расчета:
Схема включения ОУ приведена на рис. 14.
При
расчетах ОУ идеализируют, т. е. считают,
что он не имеет дрейфа, RВХ
,
KI
,
KU
.
Отсюда следует, что UА
=
UB,
IВХ
=
0. Так как в данном случае UB=0,
то UА
тоже равен 0. По первому закону Кирхгофа.
,
откуда
U
ВЫХ
=
-UВХ
или
КU
.
Тогда ROC = KU (R1 + RГ);
R2
= (R1+RГ)
|| ROC
=
Определим выходной ток ОУ:
IВЫХ
=
IH
+ IOC
=
.
Выходное сопротивление ОУ:
,
где
,
тогда
Определим дрейф, приведенный ко входу усилителя:
,
где UВЫХ ОШ - напряжение ошибки, вызванное влиянием UСМ и входными токами ОУ, тогда
Относительная статическая погрешность усилителя
,
(1)
где
;
-
изменение выходного напряжения при
воздействии синфазного сигнала на входе
(в данном случае
=
0);
-
изменение напряжения на выходе усилителя
в диапазоне температур Т;
-
изменение выходного напряжения при
изменении напряжения питания;
.
Первое
слагаемое в (1):
,
где
=0,4*10-2
1/оС
- температурный градиент коэффициента
усиления ОУ..
Общая
статическая погрешность:
Таким образом, основной вклад в величину погрешности вносит дрейф разностного входного тока ОУ.
Задача 3.4 Реализовать с помощью элементов И-НЕ логическую функцию и выбрать из справочника элементную базу. Варианты задания с указанием числа переменных и двоичных наборов переменных приведены в табл. 14.
Таблица 14
Предпоследняя цифра шрифта |
Число переменных |
Двоичные наборы |
0 |
3 |
А1 … А4 |
1 |
4 |
А0 … А2, А8 |
2 |
4 |
А2 …А4, А9 |
3 |
3 |
А0, А2 … А4 |
4 |
3 |
А3, А5 … А7 |
5 |
3 |
А1, А2, А5, А6 |
6 |
4 |
А10, А13 … А15 |
7 |
4 |
А4, А7 … А9 |
8 |
4 |
А5, А11, А13, А14 |
9 |
4 |
А4 …А6, А10 |
В табл. 3 двоичные наборы переменные обозначены буквами А с соответствующими индексами. Принцип индексации поясняется в табл. 15 и 16.
Таблица 15
Индекс набора |
Переменные и их весовые коэффициенты |
||
А |
Х3 |
Х2 |
Х1 |
|
22 |
21 |
20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
1 |
1 |
4 |
1 |
0 |
0 |
5 |
1 |
0 |
1 |
6 |
1 |
1 |
0 |
7 |
1 |
1 |
1 |
Пример
задания: N
= 4, АО, А4 … А6 – означает, что следует
реализовать следующую функцию четырех
переменных: F
= А0 + А4 + А5 + А6 =
.
Для реализации этой функции с помощью
элементов Н-НЕ воспользуемся законами
отрицания и Моргана:
В полученном виде функция легко реализуется ИМС серии К155 или К555
Таблица 16
Индекс набора |
Переменные и их весовые коэффициенты |
|||
А |
Х4 |
Х3 |
Х2 |
Х1 |
|
23 |
22 |
21 |
20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
.
Список рекомендуемой литературы:
К разделам «Электротехника», «Электропривод»
Электротехника / Под ред. В.Г. Герасимова. М.: Высшая школа, 1985.
Борисов Ю.М., Липатов Д.Н. Общая электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1985.
Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника М.: Энергоатомиздат, 1983.
Сборник задач по общей электротехнике / Под ред. В.Г. Герасимова М.: Высшая школа, 1986.
К разделу «Электроника»
Акулов Ю.И., Коробков А.Ф., Мнушко Ю.В. Судовая электроника и электроавтоматика: Учебник для мореходных училищ. М.: Транспорт, 1988. 271 с.
Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. М.: Энергоатомиздат, -1988. - 320 с.
Сергей Павлович Голиков