рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Составление эквивалентной схемы

Составление эквивалентной схемы - раздел Изобретательство, Дисциплина основы схемотехники   Этот Расчет Также Проведем При Помощи Программы Fastmean. Для...

 

Этот расчет также проведем при помощи программы FASTMEAN. Для этого составим полную эквивалентную схему усилителя на переменном токе (для всех диапазонов частот). Рекомендуется получать эквивалентную схему из принципиальной (рис.1) путем двух последовательных преобразований. Первое преобразование основано на том, что сопротивление источника питания Е0 переменному току равно нулю. Из этого следует, что на эквивалентной схеме его выводы можно замкнуть накоротко, а сам источник удалить. После этой операции верхние выводы резисторов R2, R3, R5, R7, R10 (рис.1) оказываются на переменном токе соединенными с общим проводом и эквивалентную схему удобно изобразить в виде, показанном на рис.9. Соединения указанных резисторов с общим проводом отмечены красным цветом. Коллектор транзистора V3 также соединяется с общим проводом. Чтобы не усложнять вид схемы рис.9., символ общего провода присоединен к коллектору и тоже отмечен розовым цветом.

 

 

Рис.9. Предварительная эквивалентная схема усилителя рис.1. на переменном токе.

 

В процессе второго преобразования элементы схемы V1, V2, V3 и V4 заменяются их эквивалентными моделями на переменном токе.

Источником сигнала является фототок I1 диода V1. Согласно рис.2. (справа) сопротивление фотодиода на переменном токе определяется касательной к вольт-амперной характеристике в точке покоя А. Эта точка при отрицательном смещении находится на пологом участке характеристики. Вследствие того, что приращение напряжения измеряется в вольтах, а приращение тока в долях микроампера, сопротивление фотодиода переменному току rД = оказывается значительно больше, чем сопротивление постоянному току RД, и rД достигает 80..100 Мом. Это дает право рассматривать источник сигнала как генератор тока. Чрезвычайно большое сопротивление rД учитывать в эквивалентной схеме необходимости нет, остается лишь емкость фотодиода СД (рис.10.(слева)). На рис.10. (справа) изображена эквивалентная схема фотодиода по переменному току с учетом его цепей питания.

 

Рис.10. Модель фотодиода на переменном токе (слева) и эквивалентная схема входной цепи (справа).

 

Транзисторы заменяются активными четырехполюсниками в виде ИТУН и ИТУТ (рис.11.). Минусы перед показателями передаточных функций отражают поворот фазы сигнала.

 

Рис.11. Эквивалентные модели полевого V2 – ИТУН (слева) и биполярного V3 и V4 – ИТУТ (справа) транзисторов по сигналу.

 

Рис.11. (слева): На эквивалентной схеме полевой транзистор заменяем активным четырехполюсником типа ИТУН – источник тока, управляемый напряжением. Это значит, что выходной ток (ток стока ic) управляется входным напряжением (затвор-исток uзи), то есть ic = -S* uзи. В данной модели Сзи – емкость затвор-исток транзистора (пФ), Сзс – проходная емкость, емкость перехода затвор-исток (пФ). Величина этих емкостей дается в справочниках по транзисторам. S2 – крутизна в точке покоя (). Сопротивление перехода затвор-исток rзи очень велико.

На рис.11. (справа): Биполярные транзисторы V3 и V4 заменяем активными четырехполюсниками типа ИТУТ – источник тока, управляемый током. Здесь выходной ток iК управляется током базы iБ, то есть iК = -h21* iБ.

В этой модели rб’б – объемное сопротивление базового слоя (Ом). Находим его из выражения rб’б = = 60 Ом. – емкость коллекторного перехода (пФ), приводится в справочниках. rб’э – сопротивление перехода база-эмиттер (Ом). Оно вычисляется

rб’э = (1+ h21)*, где h21 – коэффициент усиления по току транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Сб’э – емкость перехода база-эмиттер (пФ). Она вычисляется по выражению Сб’э = , где – частота единичного усиления из справочника.

Рассчитаем для транзисторов V3 и V4 rб’э и Сб’э:

rб’э,3 = (1+ h21)*= 135*= 562.5 Ом;

rб’э,4 = (1+ h21)*= 135*= 421.9 Ом;

Сб’э3 = =

Сб’э4 = = = 0.2 нФ.

 

Соединим модели активных элементов согласно принципиальной схеме (Рис.1.) и получим эквивалентную схему предусилителя по сигналу для всех диапазонов частот (Рис.12.).

 

Рис.12. Эквивалентная схема предусилителя по сигналу.

 

Сопротивления резисторов в схеме имеют следующие номинальные значения.

 

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R’11 R”11 R11 (R’11+R”11)
МОм МОм кОм кОм кОм Ом кОм кОм Ом Ом Ом Ом Ом
1.2 5.1 104.5 3.6 5.1

 

R11 состоит из R’11 и R”11, потому что введена отрицательная обратная связь на транзисторе V4.

Элементы, R12 – R16 не являются резисторами, как показано на рис.12., они отражают эквивалентные сопротивления : внешней нагрузки (R12), собственные сопротивления базового слоя rб'б (R13, R14) и сопротивления перехода база-эмиттер rб'э (R15,R16).

R12 R13 R14 R15 R16
кОм Ом Ом Ом Ом
1.0 562.5 421.9

 

В схеме рис.12. появились емкость фотодиода (С14), ёмкость внешней нагрузки (С7) и емкости переходов в транзисторах (С8 — С13). Конденсаторы C1 - C6 выберем равными

1 мкФ.

Значения дополнительных ёмкостей сведены в таблицу.

 

C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 С14
пФ нФ пФ нФ пФ пФ пФ пФ
0.2 0.15 1.5 1.5

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Дисциплина основы схемотехники

Кафедра сэу.. дисциплина основы схемотехники.. проектное задание..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Составление эквивалентной схемы

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Основы схемотехники
  Курсовая работа: «Проектирование предварительных каскадов RC-усилителей систем передачи информации». Вариант 000153 Выполнил: ст

Предварительный расчет резисторов диода V1
  Параметры фотодиода V1-ФДК-227: рабочее напряжение, темновой ток

Проверка расчета по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах V3 и V4 с помощью компьютера
  Для проверки расчетов по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах V3 и V4 можно использовать компьютер (программу FASTMEAN). Составим эквивалентную схему:  

Построение амплитудно-частотной характеристики
  Используя программу FASTMEAN, получаем АЧХ коэффициента передачи тока . Эта функция комплексная,

Расчет сопротивления передачи
  Используя программу FASTMEAN, получим также частотную характеристику сопротивления передачи . В

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги