Аналогові електронні пристрої

Завдання № 1



Привести розрахунки підсилювального каскаду на БТ, увімкненого за схемою CЕ. При цьому врахувати, що в схемі відсутній RС-фільтр в колі колектора, а також використовується емітерна стабілізація і немає зовнішнього зворотнього зв'язку. Задано:

Тип VТ1 - КТ368Б; 

Еж - 7В;

Rнпост - 0,7 кОм; 

Rнзм - 0,5 кОм.

Побудувати ДХ за постійним та змінним струмом (вихідну, вхідну, прохідну);

Вибрати положення робочої точки за умови реалізації режиму класу А;

Вибрати амплітуди сигналів за умови максимального використання динамічних характеристик, реалізації найбільшого ккд та найменших нелінійних спотворень;

Розрахувати елементи схеми, за допомогою яких забезпечується режим за постійним струмом;

Побудувати наскрізну ДХ;

Визначити вихідну корисну потужність;

Визначити Кu.





Рисунок 1 - Схема електрична принципова підсилювального каскаду на БТ.


Будуємо вихідну динамічну характеристику (рис. 2б) за постійною складовою:

точка 1 відкладається на осі напруг на рівні напруги живлення (Ек=7 В);

точка 2 відкладається на осі струмів на рівні: ;

з'єднавши точки 1 і 2 отримаємо динамічну характеристику за постійною складовою;





Рисунок 2 – Динамічні характеристики за змінним та за постійним струмом відкладається робоча точка (РТ) на динамічній характеристиці на рівні I0=5,8 мА; 



вліво від робочої точки відкладається відрізок ΔU = 1 В і визначається

величинацей відрізок відкладається вверх і отримаємо точку 3. 

Через точку 3 і РТ проводиться пряма, яка буде динамічною характеристикою за змінною складовою ДХ~.

На рисунку 2а приведена вхідна, а на рисунку 2в — вихідна характеристики за змінною і постійною складовою.

З приведених характеристик рис. 2а та рис. 2б визначаємо амплітуди вхідного та вихідного змінного сигналу:	Uвх min= 0,75 В; Uвх max = 0,85 В; Uвих mіn= 3,2 В; і Ввихmах= 5 В. Звідси:









Визначається опір емітерного резистора:







Визначається величина ємності емітерного конденсатора:







Вибирається значення 680 мкФ. 

Визначаються елементи базового кола:










Будується наскрізна ДХ каскаду:





де: 



Таблиця 1 - Дані для побудови наскрізної ДХ

№ точки

Ік, мА

Іб, мкА

Uбе,В

Uс,В

8

8

70

0,85

0,757

9

7,45

60

0,825

0,756

10

6

50

0,8

0,755

11

4,7

40

0,775

0,754

12

3,8

20

0,75

0,752





Рисунок 3 - Наскрізна динамічна характеристика.







Визначається коефіцієнт підсилення за напругою Кu:






Завдання №2



Провести розрахунок підсилювального каскаду у режимі малого сигналу, при цьому використати умови та розрахунки елементів схеми за постійним струмом контрольної роботи №1. Задано:

Значення розділового конденсатора .

Тривалість імпульсу.

Потрібно:

	зобразити еквівалентну схему підсилювального каскаду;

	розрахувати та побудувати графіки АЧХ та ФЧХ;

	визначити смугу пропускання підсилювального каскаду на рівні 3 дБ

	розрахувати площу підсилення.

Зображаємо еквівалентну схему:





Рисунок 4 – еквівалентна схема каскаду із СЕ



Ємність монтажу оберемо:



Cм1=5(пФ), Cм2=15(пФ).

(пФ).



За вхідними характеристиками маємо:



.

Тоді .



Підставляємо чисельні дані і отримуємо:



.



За характеристиками рис. 2в маємо:







Знаходимо К0: 







Знаходимо вхідну та вихідну ємності:



=1,7пФ



Ємність монтажу оберемо:



Cм1=5(пФ), Cм2=15(пФ).

(пФ).

 (пФ).

 (пФ).

(пФ).


2. Розраховуємо та будуємо графіки АЧХ та ФЧХ. Область нижніх частот.







Вираз для АЧХ матиме вигляд:







Вираз для ФЧХ матиме вигляд:



.

.



Стала часу в області нижніх частот розраховується наступним чином:



(c).

(рад/c).

(Гц).



Побудуємо графік АЧХ в області нижніх частот.




Рисунок 5-графік АЧХ в області НЧ.



Побудуємо графік ФЧХ в області нижніх частот.





Рисунок 6 -графік ФЧХ в області НЧ. Область середніх частот:











Область верхніх частот.







Вираз для АЧХ матиме вигляд:







Вираз для ФЧХ матиме вигляд:






Стала часу в області верхніх частот розраховується наступним чином:



( c).

(рад/c).

(Гц).



Побудуємо графік АЧХ в області верхніх частот.





Рисунок 7-графік АЧХ в області ВЧ.



Побудуємо графік ФЧХ в області верхніх частот.





Рисунок 8-графік ФЧХ в області ВЧ.



Розраховуємо смугу пропускання.


ΔF =fB …fH=26,1(Гц)… 2,3 (МГц)



Розраховуємо площу підсилення:



П = 2π*К0* ΔF = 2*3,14*21*2,3 = 303,3.