Курсовой - Усилитель-формирователь временных интервалов в МПП / КУРСОВОЙ / Расчет

Расчет.

Усилитель должен иметь следующие характеристики:

• коэффициент усиления по напряжению - ;

• длительность импульса - мкс;

• относительный спад вершины импульса Δ – не более ;

• длительность фронта - не более мкс;

• сопротивление нагрузки усилителя - кОм;

• емкость нагрузки (монтажа) усилителя - пФ;

• полоса пропускания -();

• напряжение питания -;

• амплитуда входного импульса - ;

• амплитуда выходного импульса - ;

• сопротивление источника -;

• ёмкость источника -пФ;

• полярность входного импульса – положительная;

• полярность выходного импульса – положительная;

Параметры транзистора КТ315Б

Параметр	Значение
Статический коэф. передачи тока в схеме с ОЭ
Емкость коллекторного перехода
Сопротивление базы
Обратный ток коллектор-эмиттер
Граничная частота
Напряжение насыщения коллектор-эмиттер
Граничное напряжение
Напряжение насыщения база-эмиттер
Постоянная времени цепи обратной связи
Постоянное напряжение коллектор-эмиттер
Постоянный ток коллектора
Рабочий интервал температур

1. Расчет оконечного каскада:

1. Проверим предварительно выбранный транзистор КТ315Б на возможность работы при времени установления :

для выбранного транзистора КТ315Б подходит.

2. Распределим общий коэффициент усиления по напряжению между каскадами поровну:

3. Выбор рабочей точки:

Зададимся током базы по входным характеристикам транзистора находим . Для данных значений напряжения и тока базы по выходным характеристикам находим .

Зная токи покоя базы и коллектора, найдем ток покоя эмиттера .

4. Зададимся падением напряжения на из условия

Определим номинал : .

На выходной хар-ке транзистора проведем нагрузочную прямую по постоянному току через 2 характерные точки и через выбранную рабочую точку получим пересечение с осью ординат в точке -принимаем .

5. Определим номиналы сопротивлений делителя:

Ток делителя должен быть много больше тока базы, чтобы ток базы не оказывал влияния на режим работы схемы. Примем .

-принимаем .

6. Найдем коэффициент усиления по напряжению:

7. Определим входное сопротивление каскада:

8. Определим выходное сопротивление каскада:

9. Определим время установления определяемое данным каскадом:

Т.к. каскад является последним, то

Пересчитаем емкость коллекторного перехода для :

2. Расчет предконечного каскада:

1. Зададимся временем установления для данного каскада .

Исходя из этого значения времени установления, определим максимальное значение сопротивления нагрузки переменному коллекторному току:

2. Определим сопротивление коллекторной цепи:

- принимаем

Для данного каскада выбираем рабочую точку с параметрами как и у последнего каскада: ,, .

Найдем необходимый коэффициент усиления по напряжению

3. Из оценочного выражения для коэффициента усиления по напряжению

и по его заданного значению найдем сопротивление в цепи эмиттера:

3. Определим падение напряжения на .

4. Определим номиналы резисторов делителя:

Ток делителя должен быть много больше тока базы, чтобы ток базы не оказывал влияния на режим работы схемы. Примем .

-принимаем .

-принимаем

.

3. Уточняем коэффициент усиления по напряжению:

4. Определим входное сопротивление каскада:

5. Определим выходное сопротивление каскада:

7. Оценим время установления второго каскада:

7. Определим время установления для всего каскада:

3. Расчет номиналов разделительных и блокировочных емкостей :

1. Распределение влияния емкостей на спад вершины импульса:

По условию суммарный спад вершины импульса не более 5%. Распределяем спад вершины между и в соотношении . Принимаем .

2. Определение минимальных номиналов разделительных емкостей:

Считаем, что разделительные емкости одинаковые . Из выражения

3. Определение минимальных номиналов блокировочных емкостей:

При расчете принимаем, что емкости равны между собой.

,где и

4. Расчет однопорогового компаратора на основе ОУ.

В качестве ОУ возьмем К140УД1А со следующими параметрами: , , ,.

1. Зададим порог срабатывания и погрешность срабатывания: , .

2. Определим неидентифицируемый диапазон изменения входного напряжения, т.е. тот диапазон напряжений на входе, который определяет погрешность срабатывания :

оценим погрешность срабатывания при данном : . Т.к. по условию задано , то необходимо увеличить путем введения ПОС.

3. Найдем , который соответствует :

4. Найдем коэффициент , который нужен для получения :

5. Определим коэффициент передачи ПОС необходимый для получения

:

4. зададим с помощью внешнего делителя и подадим его на неинвертирующий вход ОУ:

Зададимся током делителя из условия .

Найдем эквивалентное сопротивление делителя:

4. Найдем номинал резистора в ПОС учитывая, что

4. Определим требуемое входное сопротивление схемы сравнения: