Определяем рабочую точку по входной характеристике

I_{б 0} = 70 mкA U_{бэ 0} = 0,76 B

Определяем сопротивление резистора на коллекторе транзистора R4.

По заданию выходное сопротивление R4 = 2 кОм Примем 2 кОм по ряду Е24.

 

Определяем сопротивление резистора на эмиттере транзистора R5.

Этим сопротивлением определяется чувствительность каскада, т.е. коэффициент усиления. Поскольку в схеме применяется пассивный фильтр, то необходимо учитывать его коэффициент ослабления сигнала.

Как правило R₁=R₂=R, C₁=C₂=C. Тогда форбула примет вид:

Т.к. коэффициент ослабления сигнала 1/3 и коэффициент усиления фильтра должен быть 2 по заданию, то коэффициент транзисторного каскада должен быть 3*2=6

Определим Rэ:

По ряду Е24 примем R5 = 16 Ом.

 

Выбираем ток делителя из условия:

I_дел = (2…5)*I_бр; I_бр = 70 mкA; I_дел=4 * 70 = 280 mкA.

Здесь I_дел – ток, протекающий по делителю напряжения;

I_бр – ток рабочей точки в цепи базы транзистора.

Падение напряжения на резисторе R₅:

; U_бэ0 = 0,76 В.

Определение сопротивлений резисторов R3 и R2.

Цепь этих сопротивлений представляет собой делитель напряжения - и обеспечивают выбор рабочей точки транзистора и условия эмиттерной термостабилизации (т.е. I_б0 = const).

; .

По стандартному ряду Е24 примем R3 = 15 кОм, по ряду Е24 - R2 = 5,1 кОм.

 

Определяем элементов пассивного фильтра (C1, R1, R2, C2), настроенные на заданный диапазон частоты.

Эти элементы вычисляются по формуле: w₀=1/(RС).

R1=R2=5.1 кОм

Тогда по формуле: рассчитаем емкость конденсаторов фильтра:

 

Тогда C1 = C2 = 20 нФ.

 

Расчет межкаскадных связей

 

Основные линейные искажения в схеме приходятся на разделительные конденсаторы:

С3 - между активным полосовым фильтром и нагрузкой;

Считаем, что заданный коэффициент ослабления разделен поровну между каскадами:

;

Тогда коэффициент линейных искажений:

Емкость рассчитывается по формуле:

(мкФ);

Конденсаторы выбираем из ряда компонентов Е – 24, т.е.:

С3 = 1000 мкФ;

 

Схема в Micro Cap 8

 

Построим модель схемы в пакете MicroCap (рис. 12).

Рис. 6 модель схемы в MicroCap.

 

Получим амплитудно-частотные характеристики схемы (рис. 6).

 

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

0.500

0.000

Рис. 7. Выходная АЧХ схемы.

На рис. 7 изображен график выходной характеристики активного полосового фильтра от задающей частоты генератора (от 1 Гц до 1 ГГц).

 

Расчет надежности

 

Вероятность безотказной работы:

 

t_ср - среднее время безотказной работы.

S - интенсивность отказов.

Если изделие содержит n-типов элементов, последний из которых содержит N_i равнонадеж­ных элементов с надежностью l_i, то l_i* N_i.

N,n/n	Тип	li*10-6	N кол-во	li* Ni
1. 2. 3. 4. 5. 6.	конденсаторы - электролитичские панели (на одно гнездо) резисторы - металопленочные соединения - паянные транзисторы - кремниевые плата	0.035 0.0244 0.04 0.004 0.5 0.1		0.14 0.0976 0.32 0.16 0.5 0.1

 

 

Заключение.

 

Настоящая курсовая работа представляет собой полный расчет активного полосового фильтра сигналов первичных измерительных преобразователей сис­тем автоматического регулирования.

В ходе работе выполнен полный электрический расчет активного и пассивного фильтров и анализ в MicroCap, произведена оценка надежности.

Схема выполнена на одном транзисторе. Пассивный фильтр выполнен на RC-цепочках. К выходу транзистора (коллектор) нагрузка подключается через разделительный конденсатор.

Произведен анализ схемы в среде Micro Cap. Представлен график амплитудно-частотной характеристики (АЧХ).

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. - М.: Лаборатория базовых знаний, 2001. – 496 с.

3. Ибрагим К.Ф. Основы электронной техники: Элементы. Схемы. Системы. – М.: Мир, 2001. – 398 с.

4. Лачин В.И., Савёлов Н.С. Электроника: Учеб. пособие. – Ростов н /Д: изд-во «Феникс», 2001. – 448 с.

6. Акимов Н.Н., и др. Резисторы. Конденсаторы. Трансформаторы. Дроссели. Коммутационные устойства. РЭА. Справочник. Минск. 1994. 591с.

7. Кутдусов Ф.Х. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплинам «Электроника» и «Электроника и основы схемотехники». Уфа.: УГАТУ. 2001. 33с.