Графический расчет рабочего режима

 

Рис 5.Графический расчет схемы

 

Ibгр.= 217.785 мкА.

Ubэ гр.= 0.72 В

Ik гр.= 17.128 мА

Ukэ гр.= 9.9 В

Перечень элементов (спецификация)

№	Поз.	Название	Кол-во	Примечание
		Резисторы
	R1	С2-23-0,125Вт-9.1кОм ± 5 %
	R2	С2-23-0,125Вт-12кОм ± 5 %
	Rэ	С2-23-0,125Вт-470 Ом ± 5 %
		Конденсаторы
	Ср1	К53-4 390 нФ х 6.3В ±10%
	Ср2	К53-4 3,3 мкФ х 6.3В ±20%
		Транзисторы
	VT	2N3678
		Источники питания
	V1	BP5041A-18В-100мА-1.2Вт

 

Моделирование усилительного каскада на ЭВМ

При помощи программы Design Lab будем моделировать усилительный каскад на ЭВМ.

 

 

 

Рис 6. Схема на Design Lab

 

 

4.2. Статический анализ схемы

 

Рис.7 Анализ схемы по постоянному току

	Ручной расчет	Расчет на ЭВМ
Ik, мА	20.3 мА	17.57 мА
Uкэ, В	8.475 В	9.639 В
Iб, мА	0.25 мА	0.223 мА

 

Как видно, результаты ручного расчета примерно совпадают с результатами расчета на ЭВМ.

 

Частотные характеристики усилителя.

 

Частотная характеристика и определение границ пропускания

Снимем частотную характеристику усилителя и определим границы полосы пропускания:

 

Рис.8 Частотная характеристика усилителя

Kuxx, дБ	fn, Гц	fв, кГц
-2.7748	108.767

 

 

Определение входного сопротивления

Определим входное сопротивление каскада и сравним с теоретически полученным

Рис.9 Определение входного сопротивления каскада

	Ручной Расчет	Эксперимент
Rвх, Ом

Определение выходного сопротивления

Рис.10 Семейство амплитудно -частотных характеристик усилителя

R, Ом
Ku	0.42	0.53	0.59	0.62	0.64

Рис. 11 Зависимость коэффициента усиления от сопротивления нагрузки

Определим выходное сопротивление по формуле:

 

 

Получим Rvih=15.06 Ом

	Ручной расчет	Эксперимент
Rвых, Ом	14.98	15.06

Амплитудная характеристика усилителя

Подадим на вход синусоидальный сигнал с частотой f=1кГц и амплитудой Um=100мВ.

Рис.12 Сравнение входного и выходного сигналов

 

 

Определим коэффициент усиления Кг и сравним с расчетом

	Ручной расчет	Расчет на ЭВМ
Ku	0.72	0.71

 

Будем постепенно увеличивать амплитуду входного сигнала до 5 В.

Рис.13 Сравнение входного и выходного сигналов при увеличении амплитуды входного сигнала

 

 

Составим таблицу изменения выходного сигнала от входного сигнала.

Eг(В)	0.5		1.5		2.5		3.5		4.5
Un(В)	0.355	0.71	1.065	1.42	1.775	2.13	2.485	2.835	3.19	3.545

 

Рис.14 График, иллюстрирующий зависимость выходного сигнала от входного

Выводы

В качестве выводов представим сводную таблицу, демонстрирующую правильность выполнения расчетов.

	Iба,мА	Iка,мА	Uкэ,В	Ke	fн,Гц	fв, кГц	Rвх, Ом	Rвых, Ом
Техническое задание	*	*	*	0.7			*	*
Ручной расчет	0.25	20.3	8.475	0.72	*			14.98
Design Lab	0.223	17.57	9.639	0.71	108.767			15.06

Как мы видим из таблицы, техническое задание является выполненным. На рис 6 видно, что токи и напряжения приближенно соответствуют рассчитанным. Рис 7 иллюстрирует полосу пропускания усилителя, верхнюю и нижнюю границу полосы пропускания удовлетворяют техническому заданию. Коэффициент усиления превышает требуемый. Как мы видим, техническое задание является выполненным.

 

 

Список использованной литературы

 

1. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1977.

2. Вольтамперные характеристики транзисторов. http://elf.mpei.ac.ru/

 

3. О.П. Григорьев, В.Я.Замятин, Б.В Кондратьев, С.Л. Пожидаев «Транзисторы: Справочник»

 

4. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: справочник./ под ред. Перельмана.-М.:Радио и связь. 1981