- •Кафедра радиотехники
- •Информация о дисциплине
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.2. Объём дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.3. Перечень видов практических занятий и контроля
- •Раздел 6.
- •Раздел 7.
- •Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании информационно-коммуникационной технологии
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.1.1 Практические занятия (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.1.2 Практические занятия (заочная форма обучения)
- •2.5.2. Лабораторные работы
- •2.5.2.1 Лабораторные работы (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.2.2 Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •Показатели и характеристики аналоговых электронных устройств
- •3.2.1.1.Основные определения и классификация аналоговых электронных устройств
- •3.2.1.2. Основные энергетические показатели усилителя и количественная оценка усиления
- •3.2.1.3. Искажения, вносимые усилителем
- •Частотные искажения
- •Фазочастотные искажения
- •3.2.1.5. Переходные искажения
- •3.2.1.6. Связь между переходной и частотной характеристиками
- •Нелинейные искажения
- •Методы количественной оценки нелинейных искажений
- •3.2.1.8. Помехи и шумы
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.2. Обратная связь и её влияние на показатели и характеристики аналоговых электронных устройств
- •3.2.2.1. Основные определения и классификация видов обратной связи
- •3.2.2.2. Эквивалентные параметры усилителя с обратной связью Обратная связь по напряжению последовательного типа
- •Обратная связь по току последовательного типа
- •Обратная связь по напряжению параллельного типа
- •Эквивалентное входное сопротивление усилителя с обратной связью Последовательное введение обратной связи
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.3. Транзисторный усилительный каскад
- •3.2.3.1. Постановка задачи и упрощающие предположения
- •3.2.3.2. Схемы включения транзистора и их обобщение.
- •3.2.3.3. Первичные параметры транзистора и методы расчёта технических показателей каскада для включения об, оэ, ок
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.4. Обеспечение и стабилизация режима работы транзисторов по постоянному току
- •3.2.4.1. Основные способы осуществления исходного режима транзистора
- •Дестабилизирующие факторы
- •3.2.4.2. Стабилизация исходного режима
- •Коллекторная стабилизация
- •Эмиттерная стабилизация
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.5. Каскады предварительного усиления
- •3.2.5.1. Резистивный каскад оэ
- •Выбор исходного режима
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.6. Оконечные усилительные каскады
- •3.2.6.1. Работа транзистора при больших уровнях сигнала Построение динамических характеристик
- •Выходная динамическая характеристика
- •Входная динамическая характеристика
- •Проходная и сквозная динамические характеристики
- •Режимы работы транзистора
- •3.2.6.3. Двухтактные оконечные каскады
- •Двухтактный каскад усиления в режиме «а»
- •3.2.6.4. Схемы двухтактных оконечных каскадов и их свойства
- •Двухтактные каскады с параллельным питанием
- •Двухтактные каскады с последовательным питанием
- •Вопросы для самопроверки
- •Операционные усилители
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.8. Устройства регулировки усиления, перемножения и деления сигналов Регуляторы усиления
- •Плавная регулировка усиления
- •Ступенчатые регуляторы
- •Устройства перемножения и деления сигналов
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.9. Усилители высокой чувствительности
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.10. Активные rc–фильтры
- •Звенья фнч и фвч первого порядка
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий (краткий словарь терминов)
- •3.4. Методические указания к выполнению лабораторных работ общие указания
- •Охрана труда и техника безопасности
- •Работа 1 исследование свойств отрицательной обратной связи
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчёта
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчёта
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V.Содержание отчёта
- •Работа 4 исследование оконечного каскада при работе транзисторов в режиме «а»
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчёта
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчёта
- •3.5. Методические указания к проведению практических занятий
- •Практическое занятие № 1
- •Расчёт делителя в цепи базы транзистора Каскады предварительного усиления представляют собой обычно резис-тивный каскад оэ или ок с эмиттерной стабилизацией исходного режима ра-боты транзистора.
- •Для каскада ок, схема которого изображена на рис. 2:
- •Практическое занятие № 2 Расчёт элементов низкочастотной и высокочастотной коррекции частотных характеристик каскада
- •Практическое занятие № 3 Расчёт транзисторов оконечного каскада по выходной и входной цепям
- •4. Блок контроля освоения дисциплины Общие указания
- •4.1. Задание на контрольную работу и методические указания к её выполнению.
- •Методические указания к выполнению контрольной работы
- •Содержание расчётов
- •4.2. Задание на курсовой проект и методические указания по его выполнению
- •Задачи проектирования и порядок выполнения курсового проекта
- •4.2.2. Варианты заданий в зависимости от функционального назначения рассчитываемые усилите-ли делятся на основные четыре группы.
- •4.2.3. Выбор технических решений
- •4.2.3.1. Оконечный каскад
- •4.2.3.2. Выбор типа оконечных транзисторов
- •4.2.3.3. Энергетический расчёт режима оконечного каскада
- •Расчёт по выходной цепи и далее был выполнен в контрольной работе (раздел 4.1, пункты 1…15).
- •4.2.3.4. Расчёт коэффициента гармоник оконечного каскада
- •4.2.3.5. Предоконечный каскад
- •4.2.3.6. Блок предварительного усиления
- •Резистивные каскады оэ и ок
- •Каскад ои на полевом (униполярном) транзисторе
- •Дифференциальный каскад
- •4.2.3.7. Входные цепи
- •4.2.4. Построение схем и расчёт цепей общей отрицательной обратной связи
- •4.2.4.1. Выбор глубины общей оос
- •4.2.4.2. Построение схем общей оос
- •Цепь общей отрицательной обратной связи по переменному току
- •Расчёт цепи общей оос по переменному току
- •4.2.5. Проверка чувствительности усилителя
- •4.2.6. Питающие устройства
- •4.2.7. Построение структурных схем усилителей
- •Оформление курсового проекта
- •Курсовой проект должен содержать пояснительную записку с необходи-мым графическим материалом.
- •Тесты текущего контроля
- •Тест № 1
- •Тест № 2.
- •Тест № 3.
- •Тест № 4.
- •Тест № 5
- •Тест № 6
- •Тест № 7
- •Тест № 8
- •Правильные ответы на тренировочные тесты текущего контроля
- •Итоговый контроль вопросы к экзамену по дисциплине «схемотехника аналоговых электронных устройств»
- •Справочные данные транзисторов большой мощности
- •Содержание
Методические указания к выполнению контрольной работы
В связи с тем, что оконечный каскад работает в режиме большого сигна-ла, для его расчёта применяется графо-аналитический метод с использованием выходных и входных характеристик транзисторов, указанных в таблице зада-ния. Эти характеристики транзисторов, а также их параметры приведены в при-ложениях 1 и 2 соответственно.
Содержание расчётов
В процессе расчёта необходимо:
1. Выбрать исходный режим работы транзисторов по выходной цепи, то есть определить параметры ,,, η;
2. Определить режим работы транзисторов по входной цепи, рассчитав параметры ,,,,,;
3. Рассчитать коэффициенты усиления по напряжению и мощности, а также КПД оконечного каскада;
4. Рассчитать ёмкость и сопротивлениев цепи положительной обратной связи;
5. Определить необходимое количество диодов в цепи смещения базы транзисторов -.
Расчёт каскада ведётся на одно плечо, а результаты получаются для кас-када в целом в силу того, что транзисторы оконечного каскада работают в ре-жиме AB, близком к режимуB, то есть поочерёдно в то время, как в нагрузке ток протекает в течение всего периода.
1. Расчёт режима работы транзисторов по выходной цепи выполняется с учётом того, что максимальный импульс тока в эмиттерной цепи транзистора будет
,
где – амплитуда выходного (коллекторного) напряжения.
2. Напряжение между коллектором и эмиттером в исходной рабочей точке определяется по выражению
,
где – остаточное напряжение, отсекающее слева на выходной статической характеристике транзистора область больших нелинейных искажений,; (см. рис. 2а).
3. Напряжение источника питания рассчитывается как , причём.
4. Ток покоя в исходной рабочей точке определяется как:
.
5. Требуемая амплитуда входного напряжения на входе составного тран-зистора –рассчитывается с учётом выражения
.
Амплитуда напряжения на входе мощного транзистора находится по входной характеристике для (рис. 2б). Амплитуда напряжения на вхо-де маломощного транзистора –определяется в результате необходи-мых построений с использованием выходной и входной характеристик (рис. 2в и 2г)1. При этом следует иметь в виду характеристики мощного тран-зистора VT2 и помнить, что ток эмиттера транзистораVT1 , а напряжение между коллектором и эмиттеромVT1 . Таким об-разом, по точкам на семействе выходных статических характеристик мало-мощного транзистора VT1 строится его выходная динамическая характерис-тика, например:
для точки 0
Uкэ1(0) = Uкэ02 – Uбэ02; Iк1(0) = 1,2 Iб02;
для точки 3
uкэ1(3) = uкэ2(3) – uбэ2 (3); iк1(3) = 1,2 iб2 (3);
для точки 4
uкэ1(4) = uкэ2(4) – uбэ2 (4); iк1(4) = 1,2 iб2 (4) и т. д.
На семействе выходных статических характеристик транзистора VT1 (рис. 2в) отмечаются точки 0,3,4 и др. с соответствующими координатами, че-рез которые проводится линия. В результате получается выходная динамическая характеристика маломощного транзистора VT1 (следует иметь в виду, что эта характеристика может отличаться от прямой). Затем точки 1,2,3,4 и др. переносятся на входную характеристику транзистора VT1 (рис.2г), по которой определяются искомые величины , , а также промежуточные напряжения uбэ1(2), uбэ1(3), uбэ1(4) и др., необходимые для построения сквозной динамической характеристики, с помощью которой рассчитывается коэф-фициент гармоник оконечного каскада.
Рис. 2. Выходные и входные характеристики оконечных транзисторов
VT2 и VT1
Расчёт коэффициента передачи по напряжению выполняется как:
.
Определение входного сопротивления составного транзистора
.
8. Входная мощность, необходимая для возбуждения оконечного каскада на составных транзисторах, определяется как:
.
Коэффициент усиления по мощности
.
10. Потребляемая мощность и коэффициент полезного действия око-нечного каскада η рассчитываются как:
,
где ;.
11. Сопротивления резисторов в цепях базы мощных транзисторовVT2 и VT4 рассчитываются следующим образом:
где определяется по входной характеристике дляVT2 (рис. 2б).
12. Сопротивление положительной обратной связи вычисляется как:
.
13. Требуемое количество диодов в цепи смещения базы оконечных тран-зисторов определяется как:
,
где , причём,– прямое напряжение на одном диоде.
14. Сопротивление резистора шунта определяется как:
,
где – ток покоя транзистора предоконечного каскада,
, причём, если оказался меньше, то следует зада-ваться.
15. Ёмкость накопительного конденсатора C определяется на основании допустимых изменений питающего напряжения. В приведённом выражении она измеряется в микрофарадах (мкФ):
,
где .
Контрольная работа выполняется либо на компьютере, либо рукописно; обязательно привести схему бестрансформаторного каскада и характеристики транзисторов, по которым производился расчёт.