Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Моделирование заданных цепей и переходных процессов в них

. Выполним графический расчет простейшего усилительного каскада с общим эмиттером, используя семейство входных и выходных характеристик транзистора. Примем сопротивление нагрузки равным RH=Uкэ.max/Imax = 600 Ом. Расчёт цепи выполним методом пересечения характеристик. Запишем уравнение цепи: Iк·Rн + Uк(Iк) = E

к(Iк) = E - Iк·Rн = 60 - 600·Iк

Точка пересечения нелинейной зависимости Uк(Iк) и линейной зависимости E - Iк·Rн определит решение этого уравнения.

Согласно проведённому графическому расчёту, при подаче на вход схемы синусоидального напряжения с амплитудой Uэбmax = 0,05 В в цепи управления появится синусоидальная составляющая тока, имеющая амплитуду Iбmax = 1,28 - 0,5 = 0,78 мА, а в выходной цепи появится синусоидальный ток с амплитудой Iкmax = 73 - 37,5 = 35,5 мА. При этом на выходных зажимах транзистора будет действовать синусоидальная составляющая напряжения, имеющая амплитуду Uэкmax = 37,5 - 16 = 21,5 В.

Найдём коэффициенты усиления.

Коэффициент усиления по току:

I = Δiвых/Δiвх = Iкmax / Iбmax = 35,5 / 0,78 = 45,5

Коэффициент усиления по напряжению:

U = Δuвых/Δuвх = Uэкmax / Uэбmax = 21,5 / 0,05 = 430

Коэффициент усиления по мощности:

P = KU· KI = 45,5 / 430 = 19565

. Определим h-параметры транзистора.

11 = ΔUэб / ΔIб при Uэк = const11 = 0,05 / 0,78·10-3 = 64,121 = ΔIк / ΔIб при Uэк = const21 = (64 - 41) / (1 - 0,6) = 57,522 = ΔIк / ΔUэк при Iб = const22 = (55 - 50) ·10-3 / (34 - 16,5) = 0,000286

. Составим схему усилительного каскада с общим эмиттером. В ней предусмотрим температурную стабилизацию (R4, С3) и делитель напряжения (R1, R2).

= R3 = RК = 600 Ом= 0,1RК = 60 Ом

Сопротивление R1 рассчитаем, исходя из условия создания напряжения смещения Uэб = и тока Iб =. Для этого свернем цепь делителя напряжений методом эквивалентного генератора и определим

б = (R1·R2) / (R1+R2); Eэ = (Е×R2) / (R1+R2).

Уравнение напряжений для этой цепи Rб·iб + uэб + iэ·R4 = Eэ.

,8×10-3 ×(R1×600) / (R1+600)+0,79+54,3×10-3×60=60×600 / (R1+600)=8009,9 Ом ≈ 8 кОм

Емкость С1 определим из условия, что емкостное сопротивление ХС1 при минимальной частоте fmin=20 Гц равно 10×Rк.

ХС1 = 1/2πfC

С1 = 13,3×10-3 Ф

Для расчета усилительного каскада составим схему замещения для переменного сигнала.

Используя h-параметры и схему замещения, рассчитаем коэффициенты усиления KI, KU, KP, а также входное и выходное сопротивления каскада.

= 49,08

= 459,31

KP = Ku· KI = 22542,93

Rвх ≈ h11 = 64,1вых ≈ Rк = 600

. Моделируем составленную в п. 4 схему. Задаём на вход каскада сигнал, полученный в п. 2. Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Другие статьи по теме

Слепая компенсация эффекта разбаланса квадратур с использованием алгоритма множественных инверсий В современных средствах связи на смену аналоговым системам пришли цифровые. Это обусловлено тем, что при своем использовании цифровые системы значительно превосходят аналоговые по качес ...

Преобразователь двоичной последовательности из фиксированного числа байт в ЧМ-сигнал Микроконтроллер (MCU) - микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, може ...

Технические средства, применяемые в деловом общении В деловом мире в условиях обострения конкуренции деловое общение становится важным фактором, определяющим успех деятельности не только отдельного человека, но подчас и целой фирмы ...