4 Порядок защиты и ответсвенность студента за выполнение контрольных работ
4.1 Студент допускается к защите контрольной работы, если в ней не содержится ошибок принципиального характера и соблюдены все требования, предъявляемые к оформлению.
4.2 Защита контрольной работы осуществляется в форме собеседования по теме работы после ее проверки преподавателем и отметки о разрешении к защите.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Северо-Кавказский государственный технический университет»
Кафедра теоретической и общей электротехники
Контрольная работа
по курсу ___Информационно-измерительной техники и электроники__
Выполнил:
Студент ФИО
группы
Работу принял:
Ставрополь, 201__
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Номинальные значения сопротивления резисторов и емкости конденсаторов стандартизированы. Они выбираются из определенных рядов чисел путем умножения или деления их на 10n, где n – целое положительное или отрицательное число [7].
Таблица Б.1 – Номинальные сопротивления постоянных резисторов по рядам
Ряд |
Числовые коэффициенты |
|||||||||||
Е6 |
1 |
1,5 |
2,2 |
3,3 |
4,7 |
6,8 |
|
|
|
|
|
|
Е12 |
1 |
1,2 |
1,5 |
1,8 |
2,2 |
2,7 |
3,3 |
3,9 |
4,7 |
5,6 |
6,8 |
8,2 |
Е24 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,5 |
1,6 |
1,8 |
2 |
2,2 |
2,4 |
2,7 |
3 |
|
3,3 |
3,6 |
3,9 |
4,3 |
4,7 |
5,1 |
5,6 |
6,2 |
7,5 |
8,2 |
9,1 |
|
Таблица Б.2 – Наиболее употребляемые ряды номинальных значений емкостей постоянных конденсаторов
Е3 |
Е6 |
Е12 |
Е24 |
Е3 |
Е6 |
Е12 |
Е24 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
3,3 |
3,3 |
3,3 |
|
|
|
1,1 |
|
|
|
3,6 |
|
|
1,2 |
1,2 |
|
|
3,9 |
3,9 |
|
|
|
1,3 |
|
|
|
4,3 |
|
1,5 |
1,5 |
1,5 |
4,7 |
4,7 |
4,7 |
4,7 |
|
|
|
1,6 |
|
|
|
5,1 |
|
|
1,8 |
1,8 |
|
|
5,6 |
5,6 |
|
|
|
2 |
|
|
|
6,2 |
2,2 |
2,2 |
2,2 |
2,2 |
|
6,8 |
6,8 |
6,8 |
|
2,7 |
|
2,7 |
|
|
8,2 |
8,2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
9,1 |
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Пример расчета
задания 1 в MathCad
Задача 1.1
Для заданного
сопротивления нагрузки определить
величину балластного сопротивления
Rб, обеспечивающего требуемый режим в
точке пересечения ВАХ стабилитрона и
зеркального изображения ВАХ входного
сопротивления линейной части схемы по
отношению к зажимам, к которым подключается
стабилитрон.
Дано:
Разомкнем ветвь
стабилитрона и найдем напряжение
холостого хода:
Так как (по условию)
Найдем из уравнения
(1) Rб:
Примем согласно
стандартного ряда
Задача 1.2
Для
параметрического стабилизатора с
полученным в задаче значением Rб.
Определить границы допустимого значения
U1, при котором напряжение на нагрузке
будет изменятся в пределах от
Определим входное
сопротивление линейной части схемы по
отношению к зажимам аb:
Решение.
до
.
Зададим ВАХ
стабилитрона и проведем две прямые
(сплошные) линии через граничные точки
так, чтобы тангенс угла (образованного
ими с вертикалью), равнялся
Определим отрезки
отсекаемые этими прямыми на оси абсцисс,
это
Из рисунка находим
Аналогично, находим
.
и
.
.
.
Задача 1.3
Для
параметрического стабилизатора с
полученным в задаче значением Rб.
Определить диапазон изменения
сопротивления нагрузки Rн, чтобы
стабилизатор мог выполнять свои функции.
Воспользовавшись
методом эквивалентного генератора,
определим
стабилитрона.
Находим, что
прямые (пунктирные прямые) пройдут
через граничные точки ВАХ стабилитрона
соответственно при
и
.
Задаемся
и подсчитываем соответствующие им
и
.
При которых прямые, характеризующие
,
будут проходить через граничные точки
ВАХ
и
.
Задача 1.4
Определить
абсолютное и относительное изменение
напряжения на нагрузке Rн при условии
изменения питающего напряжения на 10%.
Изменение напряжения на нагрузочном
резисторе.
Значения
U1, Rн, Rб принять равными по данным задачи
1, значение дифференциального сопротивления
Rд стабилитрона на рабочем
участке ВАХ
определяется по заданным параметрам
в граничных точках.
Определим
абсолютное изменение напряжения на
нагрузке Rн при условии изменения
питающего напряжения на 10%.
Относительное
изменение напряжения на нагрузке Rн
при условии изменения питающего
напряжения на 10%.
Изменение
напряжения на нагрузочном резисторе
при условии изменения питающего
напряжения на 10%.
Определим
дифференциальное сопротивление Rд
стабилитрона на рабочем участке ВАХ:
ПРИЛОЖЕНИЕ
Г
Пример
решения задания 2 в MathCad Задача
2.1
1. Выбор исходных
данных
Тип
транзистора: МП113(n-p-n).
Примем
согласно [7 стр.44-47]
Предельные
эксплуатационные данные [7]
Постоянное
напряжение коллектор-эмиттер при
Постоянный
ток коллектора:
Постоянная
рассеиваемая мощность:
Амплитудное
значение источника входного сигнала: Внутреннее
сопротивление источника входного
сигнала: Коэффициент
усиления по напряжению: Сопротивление
нагрузки:
Режим
покоя
2.
Амплитудное значение тока и напряжения
нагрузки без учета входного сопротивления
каскада
:
.
Выбираем
напряжение коллекторного питания так
чтобы
Примем
так
как
,
то
может лежать в
диапазоне 3.75..10
V
примем
тогда
3.
Примем, что ток коллектора в рабочей
точке
Определим
эмитерный ток в рабочей точке
Определим
базовый ток в рабочей точке
.
С учетом того, что напряжение отрицательной
обратной связи по постоянной составляющей
эмитерного тока
образуется
на суммарном сопротивлении (
),
обычно его величина выбирается равной
20...30% от напряжения коллекторного
питания
:
и
тогда
:
:
4.
Определим
параметры резисторов
Примем
согласно рядам сопротивлений
5.
Построим графики допустимого напряжения
Определим
сопротивление коллектора (исходя из
наиболее подходящего угла прямой по
постоянному току)
Примем
согласно рядам сопротивлений
Построим
нагрузочную прямую по постоянному току
Определим
и построим напряжение коллектор-эмиттер
и
:
,
тока
и мощности
и ток коллектора
в рабочей точке
6.
Поскольку при наличии входного сигнала
напряжение и ток транзистора представляют
собой суммы постоянных и переменных
составляющих, линия нагрузки по
переменному току проходит через рабочую
точку покоя. Наклон линии нагрузки по
переменному току будет больше, чем по
постоянному току. Линию нагрузки по
переменному току строят по отношению
приращений напряжения к току:
Построим
нагрузочную прямую по переменному току
.
Блок
вычислений необходимый для графических
построений в координатах выходных
параметрах транзистора
7.
Определим положение рабочей точки на
входной характеристике транзистора
Характеристики
транзистора МП113 [7, стр.44-47]: Коэффициент
передачи тока в режиме малого сигнала
при
Выходная
полная проводимость в режиме малого
сигнала при холостом ходе при
,
mA,
kHz: при
K не более
Коэффициент
обратной связи по напряжению в режиме
малого сигнала в схеме с общей базой
при
,
mA,
kHz: при
K не более
Определим
параметры схемы замещения транзистора
по переменному току [2, стр.60-61; 6 стр.56;
8, стр.112;]:
,
mA,
kHz: при
K
Уравнение
следует из уравнений h параметров
транзистора
С
точки зрения температурной стабильности
режима покоя нужно, чтобы изменение
тока базы покоя
(вследствие температурной нестабильности
напряжения
Для
этого требуется, чтобы токи делителя
Примем
согласно рядам сопротивлений
Примем
согласно рядам
сопротивлений
Рабочий
режим
8. В
этом режиме рассчитываются параметры
остальных элементов схемы с использованием
физической эквивалентной схемы замещения
каскада усиления для низких и средних
частот.
Представленные
соотношения справедливы, если на частоте
рабочего сигнала обеспечиваются
условия:
)
слабо отражалось на изменении напряжения
.
и
,
протекающие через резисторы
и
превышали ток
. Однако при условии
и
во много раз больше
сопротивления
и
получаются малыми и оказывают сильное
шунтирующее действие на входную цепь
транзистора. Поэтому при расчете
элементов входного делителя токи
и
принимаются равными
.
Величина
эквивалентного сопротивления базовой
цепи
Далее
находим входное сопротивление транзистора
с обратной связью
9.
Определим полученный коэффициент
усиления по напряжению для каскада
Определим
амплитуду напряжения на входе усилителя
10.
Определим коэффициент усиления по
току
и выходное сопротивление каскада
для переменной составляющей входного
тока
и
входное сопротивление каскада
,
причем необходимо соблюдать условие
:
и транзистора
,
если эти коэффициенты приблизительно
не равны необходимо брать транзистор
с большим
.
:
Коэффициент
усиления по мощности
Блок
вычислений необходимый для
построения в координатах
входных параметрах транзистора
11. Определим
параметры конденсаторов
Примем
согласно рядам
12. Определим КПД
каскада
13. Коэффициент
нестабильности работы каскада
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Основная литература
1 Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник. – 10-е изд. – М.: Гардарики, 2002. – 638 с.
2 Информационно-измерительная техника и электроника: учебник для студ. высш.учеб. заведений / [Г.Г. Раннев, В.А. Сурогина, В.И. Калашников и др.]; под ред. Г.Г. Раннева. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 512 с.
Дополнительная литература
3 Транзисторы и полупроводниковые диоды / Под общей ред. И.Ф. Николаевского. М.: Связь, 1969. – 480 с. (этого года издания или другого или любой другой справочник по транзисторам, содержащий входные и выходные характеристики транзисторов).
4 Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника: Учебник для вузов / Под ред. В.А. Лабунцова. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 320 с.
5 В помощь радиолюбителю: Сборник. Вып. 109 / Сост. И..Н. Алексеева. – М.: Патриот, 1991. – 80 с.
6 Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1982. – 496 с.
7 Полупроводниковые приборы: транзисторы справочник / под ред. Н.Н. Горюнова. –М.: Энергоатомиздат, 1983. – 904 с.
8 Панфилов Д.И., Иванов В.С., Чепурин И.Н. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях: Практикум на Electronics Workbench: В 2 т. / Под общей ред. Д.И. Панфилова – Т.2: Электроника. – М.: ДОДЕКА, 1999. – 304 с.
9 Лачин В.И. Электроника: учебник / В.И. Лачин, Н.С. Савелов. – Ростов н/Д.: Феникс, 2000. – 440 с.