4. Расчет номиналов каскада с оэ

1. Постоянный ток коллектора выбирается в несколько раз больше переменного тока на входе каскада с ОК.

= 5 мА

2. Постоянное напряжение на коллекторе должно быть в несколько раз больше переменного напряжения на коллекторе. От выбора этого напряжения напрямую зависит положение рабочей точки, оптимальное значение которой принимается за половину напряжения питания.

5 В

3. Зная значения постоянного тока и постоянного напряжения на коллекторе, можно определить номинал резистора

1000 Ом

Затем можно определить значение переменного тока коллектора.

1,5 мА

Проверка: постоянный ток на коллекторе должен быть больше переменного. Т.к. это условие выполняется, то постоянный ток на коллекторе был выбран верно.

4. Коэффициент усиления каскада с ОЭ определяется следующим соотношением:

Т.к., коэффициент усиления каскада с ОК равен 1, значит коэффициент усиления каскада с ОК составляет 8. Теперь можно определить значение сопротивления .

Ом

5. Постоянный ток на эмиттере примерно равен постоянному току на коллекторе. Тогда можно определить постоянное напряжение на эмиттере.

= = 0,7 В

Затем определяется постоянное напряжение на базе, которое больше постоянного напряжения на эмиттере на 0,7 В.

В

6. Постоянный ток коллектора в β раз больше постоянного тока на базе (β – коэффициент передачи по току, определяется свойствами транзистора). Возьмем β = 100.

0,05 мА

Постоянный ток базового делителя должен быть значительно больше постоянного тока базы для корректной работы. Имея значение постоянного тока базы, можно вычислить номиналы резисторов, входящих в состав базового делителя.

0,5 мА

2800 Ом; 17200 Ом

7. Определение номиналов ёмкостей происходит исходя из условия малости ёмкостного сопротивления для переменного тока

;

2050 Ом

Ф

По результатам расчетов выбираем значение емкости входного конденсатора равное 1 мкФ.

8. Амплитуда переменного тока на входе каскада с ОЭ определяется как переменное напряжение на входе каскада с ОЭ, деленное на входное сопротивление каскада.

0,7 мА

Моделирование схемы в среде multisim

Все рассчитанные номиналы приводятся по шкале Е24 и Е48. Результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Значения номиналов в соответствии со шкалой Е24 и Е48

Элемент схемы устройства	Номиналы в соответствии со шкалой E24
Свых	1 мкФ
Rб11	1,8 кОм
Rб1	1,3 кОм
Rэ1	150 Ом
С1	1 мкФ
R1	620 Ом
R2	330 Ом
C	1000 пФ
С2	1 мкФ
Rб21	5,6 кОм
Rб2	4,3 кОм
Rэ2	510 Ом
Свх	1 мкФ
Rк	1кОм
Rэ3	150 Ом
Rб31	2,7 кОм
Rб3	18 кОм
Элемент схемы устройства	Номиналы в соответствии со шкалой E48
Rвх	78 Ом

Пусть модель транзисторов будет 2N4124.

Транзистор 2N4124 – биполярный транзистор, кремниевый, типа n-p-n. Аналоги: BC347A, 2N3903, 2N4401, ECG123AP, KT3102D, КТ503Б. Datasheet транзистора приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Datasheet транзистора 2N4124

Параметр	Значение
Граничная частота коэффициента передачи тока	300 МГц
Максимально допустимое напряжение коллектор-база	30 В
Максимально допустимое напряжение эмиттер-база	5 В
Максимальный постоянный ток коллектора	0,2 А
Предельная температура PN-перехода	135°С
Ёмкость коллекторного перехода	4 пФ
Статический коэффициент передачи тока	120

На рисунке 3 приведена собранная схема

Рисунок 3 – Схема генератора

На рисунке 4 приведены графики входного (а) и выходного (б) сигналов.

Рисунок 4 – Графики входного (а) и выходного (б) сигналов

С помощью функции ac sweep получим АЧХ, приведенную на рисунке 5. Вертикальная шкала в Гц.

Рисунок 5 – АЧХ

Для проверки корректности работы схемы измерим входные и выходные значения токов и напряжений с помощью кз и хх, затем рассчитаем входное и выходное сопротивления.

На рисунке 6 приведены значения входных тока и напряжения. На рисунках 7,8 – значения выходных тока и напряжения.

Рисунок 6 – Входные значения переменных тока и напряжения;

Рисунок 7 – Значение переменного выходного тока

Рисунок 8 – Значение переменного выходного напряжения

Теперь по закону Ома можно рассчитать входное и выходное сопротивление усилителя.

75 Ом

75 Ом

Расчеты совпадают с данными из задания, а значит остальные расчеты в курсовой выполнены верно.

Для проверки корректности выбора номиналов Моста Вина измерим входной ток и напряжение в каскаде c ОК1 – рисунок 8, а также выходной ток и напряжение каскада с ОК2 с помощью кз и хх – рисунок 9, 10.

Рисунок 8 – ток и напряжение в каскаде с ОК1

R_вхОК1=1,9/2,7*10^-3=700 Ом

R₁=590

Рисунок 9 – напряжение в каскаде с ОК2

Рисунок 10 – ток в каскаде с ОК2

R_выхОК2=5,63/79,4*10^-3=70 Ом

R=R₂+R_выхОК2

R₂=250 Ом

Скорректированная схема представлена на рисунке 11

Рисунок 10 – скорректированная схема