Расчёт сопротивлений в цепи ООС

В установившемся режиме работы генератора коэффициент усиления усилителя равен коэффициенту затухания фазирующей цепи, т.е.

. (5)

Для схемы с симметричным мостом Вина (см. рис. 1), коэффициент усиления:

, (6)

а коэффициент затухания на частоте

. (7)

Обычно

3.1. Если в качестве нелинейного элемента употребляется терморезистор (рис.2), то, выбрав на вольтамперной характеристике рабочую точку (Uт, Iт), находят сопротивление

, (8)

а потом по Расчёт сопротивлений в цепи ООС (6) сопротивление R4.

Точку (UT, IT), через которую проходит динамическая черта терморезистора, выбирают по статической характеристике при UT » 0,8U2.

Амплитуда генерируемого напряжения определяется из тривиального соотношения:

(9)

либо так как и , то

(10)

откуда (11)

Это напряжение не должно быть больше допустимого для избранного типа ОУ (с значимым припасом).

3.2. При использовании Расчёт сопротивлений в цепи ООС в качестве нелинейного элемента лампочки

накаливания (рис.3) точку ( UT ,IT ) следует избрать таким макаром, чтоб в рабочем (нагретом) состоянии сопротивление нити накаливания (RT= UT/IT ) было в 1.5...2 раза больше, чем в прохладном (Rx=U1/I2),но напряжение на ней не превышало бы 2...3 В.

К примеру: при данных U1= 1.8 B, U2= 6 B Расчёт сопротивлений в цепи ООС и I2= 10 мА сопротивление нити в прохладном состоянии Rx=U1/I2 = 1,8 В/10 10-3 А = 180 Ом.

Сопротивление нити в рабочем (жарком) состоянии можно принять

RT= R4= 0.3 кОм. Решая вместе уравнения статической (2) и динамической - ( UT = RTIТ )черт лампочки накаливания, найдем действующие значения тока и напряжения в рабочем состоянии:

;

UT = RTIT = 0,3*2,86 ≈ 0,86 B

Амплитуда этого напряжения

Коэффициент Расчёт сопротивлений в цепи ООС r определяем по формуле (3).

Следует выстроить обе вольтамперные свойства лампочки накаливания и показать рабочую точку.

Выбрав R4 = RT ,можно отыскать по формуле (6) сопротивление R3.

Амплитуда генерируемого напряжения:

(12)

3.3. В схеме по рис.1 автоматическая стабилизация амплитуды осуществляется регулированием сопротивления канала полевого транзистора (см.рис.4 и формулу (4)).При расчёте схемы сопротивление Расчёт сопротивлений в цепи ООС канала RК выбирают таким макаром, чтоб рабочая точка”A”(рис.4,б) находилась на линейном участке свойства RK(Uy),при всем этом, обычно Uy= (0.3…0.5)Uотс.

Сопротивления выбирают, так, чтоб, во-1-х, производилось условие баланса амплитуд:

(13)

а во-2-х, напряжение URK на участке сток - истоктранзистора не превышало (с припасом) напряжения UУ Расчёт сопротивлений в цепи ООС .Напряжение URK может быть определено из соотношения:


Напряжениями UG = (2...5 B) и URK = (0,2...0,5) B следует задаться.

К примеру, задано Iс.нач=2 мА, Uотс=2.5 В

Приняв UУ=0.4UОТС=1 В, найдем по формуле (4)

а задавшись напряжениями UG=3 B и URK=0.25 B, определим по формулам (15) и (16):

,

Приняв R3= 6.2 кОм ±5% по ряду Е24, определяем величину R4.1,

В качестве Расчёт сопротивлений в цепи ООС резистора R4.1 по рядуЕ6выбирается ближний

больший подстроечный резистор–в данном примере R4.1 = 3,3 кОм.

Совсем сопротивление R4.1 устанавливается при настройке.

Следует выстроить по формуле (4) характеристику RK(Uy)и показать на ней рабочую точку.

Сопротивления R8 и R9 выбирают с таким расчетом, чтоб напряжение управления соответствовало расчетному значению:

(17)

где DUД »0,6 В Расчёт сопротивлений в цепи ООС - падение напряжения на диодике. Сопротивления R8 и R9 обычно находятся в границах 30...100 кОм.

Емкость конденсатора С3рассчитывают, задавшись неизменной времени

t = (R8+R9)C3,которая должна быть в пару раз больше периода генерируемого напряжения при малой частоте:

t = (3..5)/fmin (18)

4. Выходной делитель напряжения

Сопротивление делителя напряжения R5(рис.1) выбирается, по последней мере Расчёт сопротивлений в цепи ООС, в 4...5 раз наименьшее, чем RH. Этим обеспечивается практически линейная зависимость напряжения Uн от перемещения движка делителя.

5. Усилитель мощности

5.1. Простой усилитель мощности может быть собран на 2-ух транзисторах с различным чередованием переходов – комплементарный эмиттерный повторитель. Он работает в режиме В - рис.4.1.

Мощность, выделяющаяся на коллекторе транзистора не превосходит

Величины Расчёт сопротивлений в цепи ООС:

(19)

где Us= Us1- Us2-напряжение питания; -эквивалентное сопротивление нагрузки. Оно определяется из соотношения

(20)

Наибольшее напряжение на коллекторе транзистора:

Uкэ.макс= Us= UGm(21)

Наибольшее значение токов коллектора и базы транзистора:

IК.макс= (22)

IБ.макс= (23)

При выборе транзисторов должны соблюдаться условия:

Рк.макс≥Кз·Рк.макс (24)

Uкэ.макс≥КзUкэ.макс (25)

Iк.макс≥КзIк.макс Расчёт сопротивлений в цепи ООС (26)

FG.макс≤fh21.к / Кз (27)

где Рк.макс, Uкэ.макс, Iк.макс - максимально допустимые значения мощности, напряжения и тока коллектора (паспортные характеристики избранного транзистора);, fh21.к - предельная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим коллектором, которая рассчитывается по формуле

fh21.к≈ fh21.э= (28)

fh21б-предельная частота передачи тока Расчёт сопротивлений в цепи ООС транзистора (паспортный параметр,

к примеру, для транзистора КТ315 это значение составляет 30 МГц);

КЗ- коэффициент припаса, который следует принимать в границах 1.3...1.5.

Ток базы транзисторов, являющийся током нагрузки операционного усилителя, не должен превосходить максимально допустимого значения для избранного типа ОУ (с значимым припасом – таблица 1П.).

5.2. Схема эмиттерного повторителя-усилителя мощности - рис Расчёт сопротивлений в цепи ООС.4.2.

Благодаря действию ООС напряжения на эмиттере транзистора VТ1 в режиме покоя равно нулю ( Uэ.Q=0), как следует

Uкэ.Q= Us1 (29)

Динамическая нагрузка ( ) определяется параллельно включенными сопротивлениями и , т.е.

(30)

при этом определяется по формуле (20).

Линия динамической нагрузки показана на рис.5, откуда видно, что амплитуда генерируемого напряжения (UGm) не Расчёт сопротивлений в цепи ООС может превосходить величины

Uкэ~m.max= (31)

Iк a

Q IбQ

IкQ

0 Uкэ.Q

uкэ

Uкэ~m.max

Uкэ.мах

T

Рис.5. Линия динамической нагрузки эмиттерного повторителя

Отсюда, принимая

Uкэ~m.max=(1.2…1.5)UGm

Зная, что

Iк.Q=

несложно отыскать сопротивление Rэ:

Транзистор выбирается по мощности

Рк.Q=Uкэ.Q×IкQ

и напряжению

Uкэ.max=Us1UGm ,

также по току коллектора ( IК.max) и предельной частоте (fh Расчёт сопротивлений в цепи ООС21.э), при этом должны удовлетворяться условия (24) - (27) и обеспечиваться приблизительно полуторактный припас по предельным характеристикам.

Больший ток базы транзистора

не должен превосходить очень допустимый ток нагрузки ОУ - (обычно 2...5 мА).

5.3. Схема эмиттерного повторителя с генератором размеренного тока (ГСТ) - рис.4.3.

Генератор размеренного тока (ГСТ) собирается на транзисторе VT2, резисторах R6, R7 и стабилитроне Расчёт сопротивлений в цепи ООС VD1. Ток в цепи коллектора этого транзистора (ток ГСТ):

(32)

Где UZ – напряжение стабилизации стабилитрона. Этот ток должен быть больше, чем амплитуда тока, ответвляющегося в нагрузку - формула (20):

(33)

Приняв приблизительно полуторактный припас,по формулам (32) и (33) можно найти R6.При всем этом напряжение стабилизации стабилитрона (UZ) выбирается так, чтоб во время отрицательной полуволны, когда Расчёт сопротивлений в цепи ООС ωG(t) =- UGm, напряжение на коллекторе VT2 остается выше, чем на эмиттере, т.е. чтоб удовлетворялось условие:

Uкэ.2=Uк2-Uэ2>Uк2.min = 1…2 В.

Зная амплитуду UGm = В, и задавшись напряжением Uэ2 , можно найти Uб2 = Uэ2+Uбэ ,а потом вычислить Uz= Uб2 - Us2.

К примеру, при UGm= 5 B и Us2 =-15 В Расчёт сопротивлений в цепи ООС можно принять Uэ2 =- 7 В, отыскать Uб2= -6.5 В,а потом найти Uz= -6.5-(-15)= 8.5 В.

Для этого варианта подходит стабилитрон КС175Ж, у которого Uz = 7.1...7.9 В

Транзисторы VT1 и VT2 выбирают по мощности, выделяющейся на коллекторе:

Рк1 = Uкэ1Q·Iк1Q = Us1·Iгст ;

Рк2 = Uкэ.2.Q·Iк.2.Q = |Uэ2|·Iгст ;

Большему напряжению:

Uкэ Расчёт сопротивлений в цепи ООС1max = Us+UGm ;

Uкэ2max = |Uэ2|+UGm;

(при обрыве цепи базы это напряжение возрастает до Uкэ.1.max),

также по току коллектора и предельной частоте. Должен быть обеспечен приблизительно полуторактный припас по предельным характеристикам (см.формулы (24) - (27)

Больший ток базы транзистора VTI:

не должен превосходить очень допустимый ток нагрузки ОУ Расчёт сопротивлений в цепи ООС (обычно 2..5 мА для ОУ различных типов) .


rashit-otkazivaetsya-ot-svoego-druga-2-glava.html
rashit-otkazivaetsya-ot-svoego-druga-9-glava.html
rashod-energii-na-obespechenie-ventilyacii-legkih.html