Задание на курсовое проектирование по дисциплине "Расчет электронных схем" на тему "Исследование свойств однокаскадных усилителей".
Расчету подлежит схема на рис.1. Полярность источника питания должна быть изменена, если в варианте задан транзистор структуры p-n-p. Параметры элементов усилителя соответствуют табл. 3 согласно назначенному варианту. Источник – синусоидальный:
Рис. 1. Схема исследуемого усилителя
Используя пакет MicroCAP 7 (пункт DC меню Analisys) рассчитайте постоянные составляющие токов и напряжений на всех элементах схемы (включая конденсаторы). Расчеты сведите в табл. 1. Используя пакет MicroCAP 7 (пункт AC меню Analisys), постройте ЛАЧХ и ЛФЧХ усилителя, определите нижнюю и верхнюю частоты полосы пропускания, а также , , , , . Расчеты сведите в табл. 2. Используя пакет MicroCAP 7 (пункт Transient меню Analisys) постройте диаграммы , , , , , , , , , , . Совместите осциллограммы по времени. С помощью построенных диаграмм проанализируйте происходящие в усилителе процессы, обращая особое внимание на фазы и амплитуды сигналов, нелинейные искажения. Используя пакет MicroCAP 7 (пункт Transient меню Analisys) постройте переходную характеристику усилителя как реакцию на последовательность импульсов прямоугольной формы на входе усилителя. При этом амплитуда импульсов должна быть максимальной и подобрана таким образом, чтобы усилитель не входил в насыщение или отсечку. Проанализируйте форму выходного сигнала и происходящие в усилителе процессы. Используя пакет MicroCAP 7 (пункт Transient меню Analisys) подберите амплитуду синусоидального входного сигнала так, чтобы в выходном напряжении наблюдались искажения, связанные с переходом транзистора в режимы насыщения и отсечки. Определите уровни отсечки и насыщения по временной диаграмме напряжения на коллекторе транзистора. Определите максимальное входное напряжение, при котором искажения насыщения и отсечки отсутствуют. Используя пакет MicroCAP 7 (пункт DC меню Analisys) постройте семейства входных и выходных вольтамперных характеристик заданного транзистора в программе MicroCAP 7, распечатайте и используйте в графоаналитическом методе расчета. В случае применения других версий MicroCAP используйте библиотеки моделей электронных компонентов из 7 версии. Графоаналитически рассчитайте постоянные составляющие токов и напряжений на всех элементах схемы (включая конденсаторы). Расчеты сведите в табл. 1. В точке покоя рассчитайте параметры Т-образной схемы замещения транзистора. Расчеты сведите в табл. 2. Применяя линейные схемы замещения усилителя по переменному току, рассчитайте входное и выходное сопротивления, коэффициенты усиления напряжению , по току и по мощности , которыми обладает усилитель на средних частотах. Расчеты сведите в табл. 2.
Табл. 1. Параметры статического режима усилителя
Параметр
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| MicroCAP
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Граф расчет
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Параметр
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| MicroCAP
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Граф расчет
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Табл. 2. Параметры динамического режима усилителя
Параметр
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| MicroCAP
| -
| -
| -
| -
| -
| -
|
|
|
|
|
| Аналит. расчет
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Табл. 3. Данные вариантов для анализа схемы усилителя.
№ варианта
| Транзистор
| ЕГm , мВ
| f0 , кГц
| RГ , Ом
| RБ1 , кОм
| RБ2 , кОм
| RК , кОм
| RЭ1 , Ом
| RЭ2 , кОм
| RН , кОм
| СР1 , мкФ
| СР2 , мкФ
| СЭ , мкФ
| Сн, нФ
| ЕК , В
| Диапазон частот ЛАЧХ
| 1
| BC848C
| 10
| 1
| 100
| 15
| 10
| 0.1
| 5
| 0.02
| 0.5
| 22
| 100
| 200
| 10
| 3
| 0.1Гц
| 10МГц
| 2
| BC848C
| 200
| 1
| 100
| 51
| 12
| 1
| 91
| 0.15
| 5.1
| 22
| 47
| 200
| 10
| 10
| 0.01Гц
| 10МГц
| 3
| BC850B
| 1
| 10
| 1000
| 300
| 100
| 10
| 27
| 2
| 33
| 4.7
| 10
| 10
| 0.1
| 5
| 0.01Гц
| 10МГц
| 4
| BC860C
| 100
| 1
| 20
| 27
| 3.6
| 2.5
| 180
| 0
| 4.7
| 10
| 20
| 0
| 2
| 9
| 0.1Гц
| 10МГц
| 5
| BC858C
| 100
| 1
| 200
| 680
| 120
| 22
| 1000
| 3.7
| 82
| 1
| 4.7
| 10
| 1
| 20
| 0.01Гц
| 1МГц
| 6
| BC650
| 1500
| 1
| 2000
| 47
| 24
| 0.51
| 240
| 0.15
| 5.1
| 47
| 47
| 100
| 10
| 10
| 0.01Гц
| 10МГц
| 7
| BC850C
| 10
| 1
| 100
| 15
| 10
| 0.1
| 5
| 0.02
| 0.5
| 22
| 100
| 200
| 10
| 3
| 0.1Гц
| 10МГц
| 8
| BC850C
| 200
| 1
| 100
| 51
| 12
| 1
| 91
| 0.15
| 5.1
| 22
| 47
| 200
| 10
| 10
| 0.01Гц
| 10МГц
| 9
| BC849B
| 1
| 10
| 1000
| 300
| 100
| 10
| 27
| 2
| 33
| 4.7
| 10
| 10
| 0.1
| 5
| 0.01Гц
| 10МГц
| 10
| BC857
| 500
| 2
| 200
| 47
| 22
| 0.51
| 100
| 0.15
| 0.51
| 22
| 47
| 100
| 20
| 10
| 1Гц
| 1МГц
| 11
| BC857
| 500
| 2
| 250
| 47
| 22
| 0.51
| 100
| 0.15
| 5.1
| 47
| 47
| 47
| 10
| 10
| 0.01Гц
| 10МГц
| 12
| BC860C
| 10
| 20
| 10
| 3.3
| 1
| 0.11
| 1
| 0.01
| 1
| 100
| 20
| 100
| 2
| 5
| 1Гц
| 10МГц
| 13
| BC857C
| 100
| 1
| 20
| 27
| 3.6
| 2.5
| 180
| 0
| 4.7
| 10
| 20
| 0
| 2
| 9
| 0.1Гц
| 10МГц
| 14
| BC857C
| 100
| 1
| 200
| 680
| 120
| 22
| 1000
| 3.7
| 82
| 1
| 4.7
| 10
| 1
| 20
| 0.01Гц
| 1МГц
| 15
| BC860C
| 50
| 0.1
| 5
| 300
| 30
| 24
| 1100
| 1.1
| 24
| 10
| 10
| 100
| 1.5
| 15
| 0.01Гц
| 1МГц
| 16
| BC651
| 1500
| 1
| 2000
| 47
| 24
| 0.51
| 240
| 0.15
| 5.1
| 47
| 47
| 100
| 10
| 10
| 0.01Гц
| 10МГц
| 17
| BC849C
| 10
| 1
| 100
| 15
| 10
| 0.1
| 5
| 0.02
| 0.5
| 22
| 100
| 200
| 10
| 3
| 0.1Гц
| 10МГц
| 18
| BC849C
| 200
| 1
| 100
| 51
| 12
| 1
| 91
| 0.15
| 5.1
| 22
| 47
| 200
| 10
| 10
| 0.01Гц
| 10МГц
| 19
| BC848B
| 1
| 10
| 1000
| 300
| 100
| 10
| 27
| 2
| 33
| 4.7
| 10
| 10
| 0.1
| 5
| 0.01Гц
| 10МГц
| 20
| BC856
| 500
| 2
| 200
| 47
| 22
| 0.51
| 100
| 0.15
| 0.51
| 22
| 47
| 100
| 20
| 10
| 1Гц
| 1МГц
| 21
| BC856
| 500
| 2
| 250
| 47
| 22
| 0.51
| 100
| 0.15
| 5.1
| 47
| 47
| 47
| 10
| 10
| 0.01Гц
| 10МГц
| 22
| BC857C
| 10
| 20
| 10
| 3.3
| 1
| 0.11
| 1
| 0.01
| 1
| 100
| 20
| 100
| 2
| 5
| 1Гц
| 10МГц
| 23
| BC858C
| 100
| 1
| 20
| 27
| 3.6
| 2.5
| 180
| 0
| 4.7
| 10
| 20
| 0
| 2
| 9
| 0.1Гц
| 10МГц
| 24
| BC859C
| 100
| 1
| 200
| 680
| 120
| 22
| 1000
| 3.7
| 82
| 1
| 4.7
| 10
| 1
| 20
| 0.01Гц
| 1МГц
| 25
| BC857C
| 50
| 0.1
| 5
| 300
| 30
| 24
| 1100
| 1.1
| 24
| 10
| 10
| 100
| 1.5
| 15
| 0.01Гц
| 1МГц
| 26
| BD137
| 10
| 2
| 100
| 160
| 51
| 10
| 100
| 2
| 10
| 10
| 10
| 10
| 1
| 5
| 0.01Гц
| 10МГц
| 27
| 2N1893
| 50
| 1
| 10
| 51
| 20
| 1.5
| 27
| 0.36
| 10
| 10
| 10
| 100
| 6.8
| 10
| 0.01Гц
| 1МГц
| 28
| BC847C
| 10
| 1
| 100
| 15
| 10
| 0.1
| 5
| 0.02
| 0.5
| 22
| 100
| 200
| 10
| 3
| 0.1Гц
| 10МГц
| 29
| BC847C
| 200
| 1
| 100
| 51
| 12
| 1
| 91
| 0.15
| 5.1
| 22
| 47
| 200
| 10
| 10
| 0.01Гц
| 10МГц
| 30
| BC847B
| 1
| 10
| 1000
| 300
| 100
| 10
| 27
| 2
| 33
| 4.7
| 10
| 10
| 0.1
| 5
| 0.01Гц
| 10МГц
| 31
| BC859C
| 100
| 1
| 20
| 27
| 3.6
| 2.5
| 180
| 0
| 4.7
| 10
| 20
| 0
| 2
| 9
| 0.1Гц
| 10МГц
| 32
| BC860C
| 100
| 1
| 200
| 680
| 120
| 22
| 1000
| 3.7
| 82
| 1
| 4.7
| 10
| 1
| 20
| 0.01Гц
| 1МГц
| 33
| BC859C
| 50
| 0.1
| 5
| 300
| 30
| 24
| 1100
| 1.1
| 24
| 10
| 10
| 100
| 1.5
| 15
| 0.01Гц
| 1МГц
| 34
| 2N2221
| 5
| 20
| 100
| 5.1
| 2.7
| 0.3
| 5.1
| 0.1
| 1
| 1
| 1
| 100
| 1
| 5
| 1Гц
| 100МГц
| 35
| BD137
| 10
| 3
| 200
| 160
| 100
| 10
| 24
| 5.1
| 10
| 10
| 10
| 10
| 1
| 10
| 0.01Гц
| 10МГц
| 36
| BC846C
| 10
| 1
| 100
| 15
| 10
| 0.1
| 5
| 0.02
| 0.5
| 22
| 100
| 200
| 10
| 3
| 0.1Гц
| 10МГц
| 37
| BC846C
| 200
| 1
| 100
| 51
| 12
| 1
| 91
| 0.15
| 5.1
| 22
| 47
| 200
| 10
| 10
| 0.01Гц
| 10МГц
| 38
| BC846B
| 1
| 10
| 1000
| 300
| 100
| 10
| 27
| 2
| 33
| 4.7
| 10
| 10
| 0.1
| 5
| 0.01Гц
| 10МГц
| 39
| BC859C
| 10
| 20
| 10
| 3.3
| 1
| 0.11
| 1
| 0.01
| 1
| 100
| 20
| 100
| 2
| 5
| 1Гц
| 10МГц
| |