Рис. 3 Принципиальная электрическая схема эмиттерного повторителя №3
Нагрузкой этого эмиттерного повторителя является выходной каскад, поэтому:
UН = UBX= (В)
RН = RВХ.У.М.= (Ом)
1. Примем значение тока покоя транзистора VT8 равным 5 мА
IП8 = 5 (мА)
2. Рассчитаем напряжение на участке коллектор-эмиттер транзистора VT8:
UКЭ8 = Uн+U0 (В)
Определим мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора VT8 PК8 = UКЭ8·IП8 (мВт)
4. Выбираем транзисторы VT7, VT8, в соответствии с полученными параметрами, основные характеристики сводим в таблицу вида:
Модель | Тип | P, Вт | Uкэ доп, В | Ikmax, A | βmin | fгр, МГц | Cк, пФ | Iко, мА | |
VT7 | |||||||||
VT8 |
5. Зададимся напряжением питания из расчета, что EК < UКДОП
Принимаем ЕК = (В)
6. Определим ток базы транзистора VT8
(мА)
7. Определим ток базы и ток покоя транзистора VT7:
По графику зависимости от тока эмиттера определяем, что = (7-10).
(мА)
(мА)
8. Примем ток делителя (мА)
Определим значение сопротивления резистора в цепи эмиттера транзистора VT8:
IR29=Iб8+IП8 (мА)
(Ом)
Принимаем R29 = (Oм)
В соответствии с этим пересчитаем значения напряжений на участке коллектор-эмиттер транзистора VT8 и определим падение напряжения на резисторе 29:
UКЭ8=ЕК-R29∙IR29 (В)
UR29=R29∙IR29 (В)
9. Определим значение сопротивления резистор R28:
R28 = 15 RН (Ом)
Принимаем R28 = (Ом)
Тогда:
IR28= Iб7 (мА)
UR28=R28∙IR28 (В)
10. Определим значения сопротивлений резисторов в цепи делителя:
(мкА)
(Ом)
Принимаем R27 = (Ом)
Тогда:
UR27=R27∙IR27 (В)
(В)
(А)
(Ом)
Принимаем R26 = (кОм)
11. Определим значения эквивалентного сопротивления резистора эмиттера RЭ~:
RЭ~ = RH || R27 || R29 || R26 (Ом)
12. Определим коэффициент передачи повторителя:
(Ом)
13. Определим входное сопротивление повторителя:
(Ом)
14. Определим выходное сопротивление повторителя:
RВЫХП = rЭ8 (Ом)
15. Определим значение емкости конденсатора С24:
(мкФ)
Примем С24= (мкФ)
Рассчитаем напряжение, которое необходимо подать на вход повторителя:
(В),
Где = .
Аттенюатор
Рис. 4 Принципиальная электрическая схема аттенюатора
Аттенюатор – это устройство, уменьшающее амплитуду сигнала без искажения его формы. Аттенюатор с помощью резистора R25 обеспечивает плавную регулировку и при помощи резисторов R22-R24 – дискретную.
Т.о. аттенюатор должен обеспечивать дискретное переключение диапазонов и плавное изменение сигнала внутри них:
В техническом задании нам дан аттенюатор со следующими ослаблениями:
0; -X; -Y; -Z.
Разобьем на участки:
(-Z; -Y);
(-Y; -X);
(-X; 0).
Примем R25=3300 Ом, чтобы получался не слишком большой разброс между крайними значениями резисторов .
(-∞ - 0) дБ
(-∞ - - первый диапазон (-X)) дБ
(-∞ - - второй диапазон (-Y)) дБ
(-∞ - - третий диапазон (-Z)) дБ
В качестве потенциометра R25 выберем резистор с сопротивлением в пределах от 2,0 до 5,1 кОм.
Диапазон ослабления определяется следующим образом:
. (дБ)
Отсюда (Ом)
1. дБ.
(Ом)
Принимаем значение R22= Ом, в соответствии с рядом Е24.
Тогда ослабление будет несколько отличатся от заданного, реально получаем:
(дБ)
2. дБ.
(Ом)
Принимаем значение R23= Ом, в соответствии с рядом Е24.
Тогда ослабление будет несколько отличатся от заданного, реально получаем:
(дБ)
3. дБ.
(Ом)
Принимаем значение R24= Ом, в соответствии с рядом Е24.
Тогда ослабление будет несколько отличатся от заданного, реально получаем:
(дБ)
Определим токи проходящие через сопротивления аттенюатора:
(мА),
где входное напряжение аттенюатора соответствует входному напряжению эмиттерного повторителя на транзисторах VT7- VT8:
UвхА=UвхП3
(мА)
(мА)
(мА)
Рассчитаем мощность, рассеиваемую на резисторах аттенюатора:
(Вт)
3.4 Эмиттерный повторитель №2 на транзисторах VT6,VT5
Рис.5 Принципиальная электрическая схема эмиттерного повторителя №2 на транзисторах VT6,VT5
В качестве нагрузки данного эмиттерного повторителя примем R25 аттенюатора:
UН = UBX А (В)
RН = R25 (Ом)
1. Примем значение тока покоя транзистора VT6 равным 5 мА
IП6 = 5 (мА)
2. Рассчитаем напряжение на участке коллектор-эмиттер транзистора VT6:
UКЭ6 = Uн+U0 (В)
3. Определим мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора VT6:
PК6 = UКЭ6·IП6 (Вт)
4. Выбираем транзисторы VT5, VT6, в соответствии с полученными параметрами, основные характеристики сводим в таблицу вида:
Модель | Тип | P, Вт | Uкэ доп, В | Ikmax, A | βmin | fгр, МГц | Cк, пФ | Iко, мА | |
VT5 | |||||||||
VT6 |
5. Зададимся напряжением питания из расчета, что:
Ек=2∙Uкэ6 (В)
Принимаем ЕК = (В), в соответствии с рядом напряжений источников питания.
6. Определим ток базы транзистора VT6:
(А),
При этом, Iк6<< Ikmax.
7. Определим ток базы и ток покоя транзистора VT7:
По графику зависимости от тока эмиттера определяем, что =(7-10).
(А)
(А)
8. Примем ток делителя (А)
9. Определим сопротивление резистора в цепи эмиттера транзистора VT6:
IR21=Iб6+IП6 (А)
(Ом)
Принимаем R21 = (Oм)
В соответствии с этим пересчитаем значения напряжений на участке коллектор-эмиттер транзистора VT6 и определим падение напряжения на резисторе 21:
UКЭ6=ЕК-R21∙IR21 (В)
UR21=R21∙IR21 (В)
10. Примем значение сопротивления R20 максимально большим (≈3900-15000 Ом):
R20 = (Ом)
Тогда:
IR20= Iб5 (А)
UR20=R20∙IR20 (В)
11.Определим резисторы в цепи делителя
(А)
Uбэ5, Uбэ6 примем равными 0,7 В
(Ом)
Принимаем R19 = (Ом)
UR19=R19∙IR19 (В)
Пересчитаем значение напряжения Uбэ5:
(В)
(А)
(Ом)
Принимаем R18 = (Ом)
12.Определим RЭ~:
RЭ~ = RH || R19 || R21 || R18 (Ом)
13.Определим коэффициент передачи повторителя:
(Ом)
14. Определим входное сопротивление повторителя
(Ом)
15. Определим выходное сопротивление повторителя
RВЫХП = rЭ6 (Ом)
16. Определим значение емкости С21:
(мкФ)
Примем С21= (мкФ)
Определим входное напряжение повторителя:
(В)
Перед тем как начать расчет усилителя напряжения нам надо рассчитать входное сопротивление моста Вина, учесть отрицательную обратную связь, которую мы вводим для стабилизации коэффициента усиления, а значит и выходного сигнала.
Цепь Вина
Рис. 6 Принципиальная электрическая схема цепи Вина
Перед тем как начать расчет усилителя напряжения нам надо рассчитать входное сопротивление моста Вина, учесть отрицательную обратную связь, которую мы вводим для стабилизации коэффициента усиления, а значит и выходного сигнала.
Изменение частоты производится дискретно (грубо) с помощью конденсаторов и плавно с помощью переменных резисторов.
Входное сопротивление моста Вина определяется следующим образом:
На частоте квазирезонанса следовательно:
Выходное сопротивление моста Вина определяется:
На частоте квазирезонанса
Нагрузкой для моста Вина является эмиттерный повторитель на транзисторах VT1 и VT2, поэтому предположим, что входное сопротивление эмиттерного повторителя будет максимально большим – в пределах от 150 до 250 кОм. Для того, чтобы Rвхп не шунтировало мост Вина:
(Ом)
(Ом)
Примем значения сопротивлений резисторов цепи Вина R1 и R3, равными максимальному значению сопротивления цепи Вина (RmaxЦВ), а значения R2 и R4, равными минимальному значению (RmixЦВ).
R1=R3= (Ом), а R2=R4= (Ом).
Определим значение выходного сопротивления цепи Вина:
(Ом)
(Ом)
Определим значение входного сопротивления цепи Вина:
(Ом)
(Ом)
Рассчитаем ёмкости C1÷С12:
1. Для первого диапазона (X) Гц ¸ (10X) Гц, (Х=fн из технического задания), при R1+R2= Ом:
(Ф),
принимаем = (Ф)
Пересчитаем значения первого частотного диапазона в соответствии с принятыми значениями емкостей конденсаторов С1,С2:
(Ф), (Ф)
2. Для второго диапазона (10X) Гц ¸ (100X) Гц:
(Ф)
принимаем C3=C4= (Ф)
Пересчитаем значения второго частотного диапазона в соответствии с принятыми значениями емкостей конденсаторов С3,С4:
(Ф), (Ф)
3. Для третьего диапазона (100X) Гц ¸ (1000X) Гц:
(Ф)
принимаем C5=C6= (Ф)
Пересчитаем значения третьего частотного диапазона в соответствии с принятыми значениями емкостей конденсаторов C5=C6:
(Ф), (Ф)
Определим токи, протекающие в резисторах:
(А)
(А)