Корректировка схемы по постоянному току
Московский Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции и Ордена Трудового Красного Знамени
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.Э.БАУМАНА
Кафедра РЛ-1
Дисциплина
«Электроника и микропроцессорная техника»
Домашнее задание «Моделирование работы усилителя»
Москва, 2018г.
Задание
Постановка задачи
В ходе выполнения студентом должны быть исследованы характеристики заданного транзистора. На графиках характеристик следует отметить запрещенные режимы работы. Рассчитать номиналы элементов усилительного каскада (Рисунок 1). Смоделировать работу каскада и настроить номиналы элементов схемы так, чтобы амплитуда выходного напряжения составляла не менее 0,3⋅Uip, при этом коэффициент усиления имел значение не менее 20 дБ.
Рисунок 1 – Анализируемая схема
Выполнить амплитудно-частотный анализ схемы: построить графики зависимости коэффициента усиления по мощности (отношение мощности, выделяемой на сопротивлении Rl к мощности, выделяемой на генераторе).
Исходные данные
Сопротивление генератора и сопротивление нагрузки составляют 100 Ом. Транзистор выбирается согласно списку группы из прилагаемой таблицы с паспортными данными. Напряжение питания 
. Частота на тестовом генераторе устанавливается равной 
.
Требования к отчету
В отчете должны быть приведены:
|
|
|
- исходные данные варианта и паспортные параметры транзистора;
- входные характеристики транзистора при Uкэ = 0; 2,5; Uпит В;
- выходные характеристики транзистора с указанием предельного тока коллектора (постоянного) и кривой, соответствующей предельной мощности на коллекторе;
- расчеты с пояснениями и полученные величины с указанием единиц измерения;
- сводная таблица с величинами, рассчитанными теоретически и полученными в результате корректировки при моделировании;
- результирующая схема усилителя (с указанием номиналов элементов);
- временные и частотные зависимости;
- АЧХ усилителя;
- таблица параметров усилителя;
- выводы.
Расчет параметров схемы
Характеристики транзистора
В первую очередь следует снять входные и выходные параметры транзистора. На графике выходных параметров должна быть представлена прямая ограничения по току коллектора и кривая ограничения по напряжению. Полученные характеристики занести в отчет.
Расчет номиналов элементов усилителя
Расчет параметров схемы может выполняться согласно алгоритму, описанному в семинаре, тогда сопротивление коллектора берется в 10 больше сопротивления эмиттера, а отношение токов в цепи коллектора и эмиттера следует взять равным 10. Расчет также можно выполнить по графоаналитическому методу [4].
|
|
|
Корректировка схемы по постоянному току
После расчета номиналов элементов следует выполнить моделирование схемы – собрать её в micro-cap и в режиме Dynamic DC скорректировать номиналы резисторов так, чтобы напряжение на коллекторе транзистора составляло 0,55…0,60 напряжения питания – для этого может быть удобным добавить инструмент Slider (Dynamic DC→Slider→Add slider). Занести скорректированную схему в отчет.
Анализ переходных процессов
В режиме transient analysis построить колебания напряжения на входе и на выходе, а также гармонические составляющие сигнала от первой до десятой (частота первой гармоники F установлена в генераторе – см. пп 1.2).
Рисунок 2 – Окно настройки transient analysis
Изменяя напряжение генератора добиться максимальной возможной амплитуды сигнала на выходе при отсутствии нелинейных искажений (Рисунок 3). Полученные графики занести в отчет.
а) 
б) 
Рисунок 3 – Сигналы и гармонические составляющие при наличии (а) и отсутствии (б) нелинейных искажений для F=10 КГц
Амплитудно-частотный анализ
Построить в режиме AC зависимости коэффициента усиления по мощности от частоты.
|
|
|
Рисунок 4 – Окно настройки AC Analysis
На полученном графике маркерами отметить рабочую полосу усилителя по уровню –3 dB от максимального усиления. На рисунке максимальное усиление составляет 28,3 dB, соответственно полоса измеряется по уровню 25,3 dB.
Рисунок 5 – Рабочая полоса усилителя
Сформировать таблицу с параметрами усилителя и занести в неё максимальную возможную мощность на выходе усилителя, коэффициент максимальный коэффициент усиления по мощности, нижнюю и верхнюю граничные частоты.
Литература
1. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника и микропроцессорная техника. Учеб. Для вузов – 5-е изд., стер. – М.: Высш. Шк., 2008. – 798 с.: ил.
2. Павлов В.Н., Ногин В.Н.. Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебник для вузов – 2-е изд., исправ. – М.: Горячая линия – Телеком, 2001. – 320с., ил.
3. Волович В.С. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. – М.: Изд. Дом «Додэка – ХХ1», 2005. – 528 с.
4. Родюков М.С. Расчет усилительного каскада с общим эмиттером: методические указания — М.: МГУПИ, 2008 г. 49 с.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 79; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!