Аналогові електронні пристрої

 

 

 

 

Міністерство освіти і науки України

Національний авіаційний університет

Кафедра систем управління

 

 

 

 

Курсова робота

з комп’ютерної електроніки

на тему:«Аналогові електронні пристрої»

Варіант №93

 

 

 

 

 

      Виконала студентка:

групи ІАН - 201

Кебенко В.О.

Перевірив:

Мазек Є.І.

 

 

 

 

 

Київ 2014 

 

Завдання до курсової роботи

Прийнято такі позначення:

N-остання цифра номера залікової книжки;

M-передостання цифра номера залікової книжки;

MN- двозначне число;

Тип транзистора та операційного підсилювача (ОП) задають у відповідності з першою літерою прізвища студента.

N=3

M=9

MN=93

Тип транзистора:

КТ312

Операційний підсилювач:

К140УД8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Завдання 1.

Розрахувати параметри елементів транзисторного підсилювального каскаду. Побудувати осцилограми: напруги , осцилограми напруг в точках 1,2,3,4,5 і .

Параметри КТ312

 

 

 

 

Вихідні дані

Параметри підсилювального каскаду

 

 

 

 

Ємність монтажу вихідного ланцюга та навантаження -

 

 

 

 

 

Розрахунок підсилювача

1.Задається значення напруги  джерела живлення . Для заданого типу транзистора має виконуватись умова . Обираючи Е, слід враховувати, що чим менше значення Е, тим економніше схема та вище її надійність. Однак при цьому зменшується максимальне значення коефіцієнта підсилення, яке можна отримати в даному каскаді зі стабілізацією робочої точки, за допомогою увімкнення в схему опору . Напругу джерела живлення обираємо.

2.По вхідних та вихідних  характеристиках заданого транзистора  визначають параметри режиму  спокою (робочої точки)

 

 

 

3. Визначаємо  для обраного значення

 

4. Знаходимо значення  суми опорів  та

 

5. Визначаємо значення  та з таких умов

 

 

 

 3Ом ;Ом

 

Рис 2. Вхідна та вихідна                          

статичні характеристики

каскаду

 

 

Вхідна Вихідна

 

6. Використовуючи значення , визначаємо значення напруг Uк0 Uе0.

 мВ

 

7. Визначаємо параметри вхідного дільника напруги вважаючи, що

. Для обраного значення 

 

 

 

8. Обчислимо вхідний опір  каскаду, що визначається паралельним  з’єднанням .

 

Вхідний опір транзистора

 

 

9. Розрахуємо за формулами  величини розділювальних ємностей

 

 

10. Визначаємо напругу сигналу на вході підсилювального каскаду

 

11. Визначаємо напругу  вихідного сигналу каскаду в  області середніх частот

12. Визначаємо коефіцієнт  частотних спотворень на верхній  частоті діапазону

 

 

 с

30700

13.Осцилограми

 

 

 

 

 

 

; ;

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Завдання 2.

Розрахувати інвертуючий і неінвертуючий підсилювач на операційному підсилювачі

Параметри операційного підсилювача

 

Рис 3.Для інвертуючого підсилювача

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При розробці підсилювача на ОП слід пам’ятати, що вхідний та вихідний опори інвертуючого підсилювача відповідно дорівнюють

Вихідний опір ОП без зворотного зв’язку

 

Коефіцієнт передачі підсилювача по напрузі у разі наявності від’ємного зворотного зв’язку та виконання умови .

 

 

Резистор необхідний в схемі, що розглядається, для компенсації зміщення, що виникає за причиною протікання через вхідні ланцюги ОП вхідних струмів.

 

 

Рис 4. Для неінвертуючого підсилювача

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коефіцієнт передачі підсилювача по напрузі

 

 

При малих значеннях баластний резистор можна виключити зі схеми. Послідовно з джерелом сигналу в цьому випадку вмикається додатковий резистор .

 

Верхня гранична частота смуги пропускання підсилювача

 

 

Завдання 3

Розрахувати симетричний мультивібратор на транзисторах. Побудувати осцилограми в точках 1,2,3,4.

Транзистор: ГТ305 (p-n-p)

Параметри і характеристики транзистора

 

 

 

Амплітуда імпульсів

В

Довжина імпульсі    
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 5. Мультивібратор

 

Довжина фронту

 

1.Напругу джерела живлення  визначаємо із співвідношення

 

2. Оскільки тип транзистора  визначений завданням, то необхідно  лише перевірити, чи задовольняють  його параметри умову:

 

 

3.Опори резисторів R1=R4=Rк знаходимо із умови знаходження в межах

 

Обираємо 

4.Опори R2=R3=Rб визначаються за формулою:

 

5. Ємності С1,С2 для симетричного  мультивібратора знаходять за  даним значенням довжини імпульсів  та за обраним значенням за формулою:

 

6. Довжину фронтівімпульсів  розраховують через значення  та С:

 

Для забезпечення потрібних параметрів вибираємо кОм

7. Епюри напруг мультивібратора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Завдання 4

Розрахувати симетричний мультивібратор на операційному підсилювачі. Побудувати осцилограми напруг у точках 1,2,3.

 

  с

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 6. Симетричний мультивібратор

 

мкс

1. Після вивчення принципу  дії схеми симетричного мультивібратора  на ОП напругу живлення вибираєм , а на виході ставим дільник напруги

 

 

=мкс

 

 

 

 

 

 

 

4. Епюри напруг симетричного мультивібратора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Завдання 5

Розробити схему на ОП для реалізації заданого нелінійного перетворення сигналу. Описати роботу схеми. Побудувати осцилограми напруг.

Рис 7. Перетворення сигналу має виглядРис 8. Тоді схема має вигляд

 

 

 

 

 

 

Ділянка (-2,0) визначається коефіцієнтом

 

Ділянка (0, ∞) визначається відкритим діодом VD3 і як наслідок  відсутністю підсилення

 

 

 

 

 

 

 

Завдання 8

Розрахувати параметри RC-генератора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 10. RC-генератор

1.Для отримання високої  стабільності частоти та зменшення  впливу паразитних ємностей підсилювача  та монтажу приймаємо C=19 нФ

 

2.Опір резисторів R1=R2=R3=R визначаємо за формулою

 

3. Коефіцієнт зворотного зв’язку розраховуємо за умови самозбудження генератора:

 

 

 

5. Рекомендується прийняти  R4=0.2 Rзв, при цьому опір потенціометра R5=Rзв-R4

 

 

 

 

 

 

Список використаноїлітератури:

 

1. Давлетянц О. І., Лаврінович  А. І., Романова Л. М. Аналогова та  цифрова схемотехніка. Аналогові електронні пристрої. Навчально-методичневидання. – К.: НАУ, 2003 – 32 с.

 

2. Огороднійчук М. Д. Аналогові електронні пристрої. Підручник. Міністерство оборони України. – К.: Київськийін.-т ВПС, 2000. – 232с.

 

3. Гершунский Б. С. Основи електроніки и мікроелектроники. – К.: Высш. шк.., 1989 – 423с.