- •Вариант № 75
- •1. Введение
- •2. Техническое задание
- •3. Расчет автогенератора
- •Iк , мА
- •Iб , мА
- •4. Расчет спектра сигнала на выходе нелинейного преобразователя
- •5. Расчет полосового фильтра
- •Значения элементов фильтра
- •Результаты расчета характеристик фильтра
- •6. Расчёт выходного усилителя
- •7. Заключение
- •8. Литература
Iк , мА
Iб , мА
Рис. 4 - Промежуточная характеристика
Используя полученную зависимость iк=F(iб) (Рис.4) и входную характеристику iб=F(uбэ) (Рис.2), определяем требуемую зависимость iк=F(uбэ) (Рис.5). Данные, необходимые для построения характеристики сведем в Таблицу 2.
Таблица 2
Uбэ, В |
0 |
0,02 |
0,05 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
iб, мА |
0 |
0,1 |
0,025 |
0,085 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1,125 |
iк, А |
0 |
0 |
0,5 |
2,0 |
5,5 |
10,5 |
13,5 |
16,5 |
По проходной характеристике определим положение рабочей точки. За дадимся значением Uбэ0=0,2В - это середина линейного участка проходной ВАХ (Рис.5). Тогда по входной ВАХ (Рис.2) транзистора определяем значение Rбэ2 в рабочей точке:
R бэ2 = ∆ U бэ / ∆I бэ |U бэ0=0,2В =0.1/0.05=0,2 кОм
∆IК
∆UБЭ
Рис. 5 - Проходная характеристика
Коэффициент усиления транзистора по току:
к б |U бэ0= 0,2В 10,5 / 0,5 = 21
Зная R бэ2 и , можно рассчитать Rн составного транзистора по формуле:
R н.·R бэ2 0,2·21 =4,2 кОм
Из условия R>>Rк следует выбрать значение R≥10кОм.
Определим теперь амплитуду стационарного колебания на выходе генератора. Для этого построим колебательную характеристику Scp=F(Uбэ).
Значение средней крутизны для различных значений Uбэ можно определить по методу трех ординат по формуле:
Sср=0.5(iкmax- iкmin) / U1(бэ)
Расчеты оформим в виде таблицы 3:
Таблица 3
U1(БЭ), B |
0,05 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
iK max, мA |
13,5 |
16,5 |
17,5 |
18 |
18 |
18 |
iK min, мA |
5,5 |
2 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
SСР, мА/В |
80 |
72,5 |
56,7 |
45 |
30 |
22,5 |
На основании этой таблицы строим колебательную характеристику Sср=F(Uбэ) (Рис.6).
SСР, мА/В
U1(БЭ), B
Рис. 6 - Колебательная характеристика
Для того чтобы по колебательной характеристике определить стационарное действующее значение Uбэ необходимо рассчитать значение средней крутизны в стационарном режиме S*ср.
Известно что Hyc(г)=S*cpRк. С другой стороны, из баланса амплитуд получается, что Hyc(г)=1/Hос(г). Исходя из этого:
Определим значение Нос(г) для рассчитанных Rн и R по формуле:
ос г R + R н·R н/(29·R н2+38· R·R н+12·R) = 1/55,5
Используя колебательную характеристику и зная значение средней крутизны в стационарном режиме S*cp=37 мА/В, легко найти стационарное действующее значение напряжения Uбэ=Uвх=0,0237 В. Тогда напряжение на выходе генератора в стационарном режиме можно найти из соотношения:
Uвых=Uвх·Hус(г)=0,0237·55,5=13,2 В
Определим значение емкости в цепи обратной связи, из выражения для частоты г найдем:
С=6+4(R/R н )/ 2f г R=1,35 пФ
Емкость Ср разделительного конденсатора выбирается из условия Ср>>С или 1/гCp0,01R. Возьмем Ср= 270 пФ.
Осталось определить только значение сопротивления Rб, задающего рабочую точку Uбэо, Iбэо. Рассчитаем его по формуле :
R б =( U пит авт -2U бэо ) бо /=(25-2·0,2)/(0,5/21)=1033 кОм
Выбираем резистор с номиналом 1033 кОм