ЗАДАНИЯ К РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

 

ЗАДАЧА 1. Напряжение и частота сети переменного тока заданы в табл. 1. Тип выпрямителя, мощность и номинальное напряжение нагрузки, тип фильтра и допустимый коэффициент пульсации напряжения на нагрузке приведены в табл. 2.

 

ЗАДАНИЕ.

1. Начертить схему выпрямителя с фильтром, на которой обозначить напряжения и токи в обмотках трансформатора, вентилях и нагрузке. Указать полярность выходных клемм.

2. Рассчитать необходимые параметры и выбрать тип вентилей при условии работы выпрямителя на заданную активную нагрузку. Индуктивностью и сопротивлением обмоток трансформатора пренебречь.

3. Определить расчетную мощность, напряжение вторичной обмотки и коэффициент трансформации трансформатора. Вентили считать идеальными.

4. Рассчитать амплитуды тока и напряжения при работе выпрямителя без фильтра и начертить в масштабе временные диаграммы тока и напряжения на нагрузке.

5. Рассчитать параметры сглаживающего фильтра, который обеспечит допустимый коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке.

6. Указать на схеме выпрямителя тип вентилей, параметры элементов фильтра, мощность и коэффициент трансформации трансформатора.

 

Т а б л и ц а 1

 

Группа						6
U с, B						200
f c, Гц	50	400	50	400	50	400

 

ПримечаниЯ.

1. Для трехфазных выпрямителей в табл. 1 приведены фазные напряжения трехфазной сети.

2. Если приведенные в приложении 1 диоды по предельным параметрам не удовлетворяют требованиям схемы, их надо включать параллельно или последовательно.

3. Если параметры элементов, фильтра оказываются слишком большими (индуктивность L >1 Гн, емкость С >10000 мкФ), рекомендуется выбрать более сложный или многозвенный фильтр (приложение 2).

4. Для выпрямителей приняты следующие обозначения:

A – однофазный однополупериодный;

Б – однофазный с нулевым выводом;

В – однофазный мостовой;

5. Для обозначения типа фильтра приняты следующие обозначения:

I – простой емкостный фильтр;

II – простой индуктивный фильтр;

III – Г-образный индуктивно-емкостный фильтр;

IV – П-образный LC-фильтр;

V – Г-образный RC-фильтр.

 

Т а б л и ц а 2

 

Вариант	Тип выпрямителя	Номинальное напряжение нагрузки, В	Номинальная мощность нагрузки, Вт	Тип фильтра	Допустимый коэффициент пульсации, %
	А Б В А Б			V I III III II	5,0 5,0 3,0 10,0 2,0

Окончание табл. 2

 

	А Б В А Б			V IV IV III II	10,0 1,0 2,0 2,0 1,0
	А Б В А Б			V I III II II	5,0 1,0 1,0 5,0 1,5
	А Б В А Б			I IV IV III II	10,0 2,0 1,0 5,0 1,0
	А Б В А Б			I III IV III II	5,0 3,0 1,0 5,0 1,0
	А Б В А Б			V III IV III II	1,0 5,0 0,5 5,0 3,0

 

ЗАДАЧА 2. Схемы усилительных каскадов приведены на рис. 1 – 4. Исходные данные для расчета заданы в табл. 3 и 4. Входные и выходные характеристики транзисторов приведены в приложении 3. При расчете каскадов с R _э его величину принять равной 0,1 R _к. Для каскадов с делителем R ₁ и R ₂ ток делителя принять 5 I _бп.

 

ЗАДАНИЕ.

1. Начертить схему усилительного каскада с учетом заданного типа транзистора. На схеме указать токи и напряжения транзистора, а также U _вх и U _вых.

2. По заданным в табл. 4 параметрам на характеристиках транзистора нанести точку покоя и построить статическую линию нагрузки. Рассчитать величину сопротивлений резисторов, обеспечивающих заданный режим покоя. При расчете учесть, что I _к >> I _б.

3. В точке покоя по характеристикам транзистора определить его h -параметры (h ₁₁, h ₂₁, h ₂₂). Параметр h ₁₂ принять равным нулю.

4. Начертить схему замещения усилителя в динамическом режиме, заменив транзистор эквивалентной схемой с h -параметрами.

5. Рассчитать с учетом нагрузки входное и выходное сопротивление каскада, коэффициенты усиления тока, напряжения и мощности.

6. Построить динамическую линию нагрузки на выходных характеристиках транзистора и определить максимальную амплитуду выходного напряжения, усиливаемого без заметных искажений сигнала, и максимальную выходную мощность.

7. Построить амплитудную характеристику каскада.

8. Определить коэффициент полезного действия каскада.

 

Т а б л и ц а 3

 

Группа
Схема	Рис. 1	Рис. 2	Рис. 3	Рис. 4	Рис. 1	Рис. 3

 

ЗАДАЧА 3. Схемы усилительных каскадов приведены на рис. 1 – 4. Исходные данные для расчета заданы в табл. 5 и 6. В приложении 4 приведены транзисторы, которые надо использовать в схеме каскада, и их основные параметры. При расчете каскадов с R _э его величину принять равной 0,1 R _к. Для каскадов с делителем R ₁ и R ₂ ток делителя принять 5 I _бп.

 

Т а б л и ц а 4

 

Вариант	Тип транзистора	Напряжение источника питания E к, В	Ток покоя транзистора I кп, мА	Напряжение покоя U кэп, В	Сопротивление нагрузки R н, кOм
	МП25 МП25 МП25А МП25А МП25Б МП25Б
	ГТ122А ГТ122Б ГТ122В ГТ122Г ГТ122А ГТ122В
	КТ301А КТ301А КТ301Б КТ301Б КТ301В КТ301В КТ301Ж КТ301Ж
	КТ315А КТ315А КТ315Б КТ315Б КТ315В КТ315В КТ315Г КТ315Г КТ315Е КТ315Е				0,5 0,5

 

 

Рис. 1 Рис. 2

 

 

Рис. 3 Рис. 4

 

ЗАДАНИЕ.

1. Начертить схему каскада с учетом заданного типа транзистора. Указать полярность источника питания, токи и напряжения между электродами транзистора, а также входное и выходное напряжения.

2. По заданным Е _к, Р _н и амплитуде выходного напряжения U _{вых m} выбрать точку покоя и тип транзистора по его предельным параметрам.

3. Рассчитать сопротивления резисторов, которые должны обеспечить работу транзистора в выбранной точке покоя.

4. Начертить схему замещения каскада в динамическом режиме, заменив транзистор эквивалентной схемой с h - параметрами.

5. Проверить работу каскада в динамическом режиме, построив динамическую линию нагрузки. Если каскад не обеспечивает заданное значение U _{вых m} , точку покоя следует выбрать снова.

6. Рассчитать коэффициенты усиления тока, напряжения и мощности.

7. Начертить в масштабе амплитудную характеристику каскада при работе на заданную нагрузку. Рассчитать коэффициент полезного действия.

 

 

Т а б л и ц а 5

 

Группа
Схема	Рис. 3	Рис. 4	Рис. 1	Рис. 2	Рис. 3	Рис. 4
Тип транзистора	n – p – n	p – n – p

 

Т а б л и ц а 6

 

Вариант	Напряжение источника питания Е к, В	Выходное напряжение U вых m, В	Мощность нагрузки Р н, мВт
		4,5 3,5
		5,5 4,5
		6,5 5,5
		7,5 6,5
		8,5 7,5
		11,5 10,5

 

ЗАДАЧА 4. На основе операционного усилителя (ОУ) проектируется усилитель низкой частоты с заданным коэффициентом усиления напряжения. Тип ОУ, требуемый коэффициент усиления и минимальное входное напряжение U _{вх min} приведены в табл. 7. Сопротивление нагрузки значительно больше выходного сопротивления ОУ.

 

ЗАДАНИЕ.

1. Начертить заданную схему усилителя с цепью обратной связи и источниками питания. Указать входное и выходное напряжения.

2. Рассчитать сопротивления резисторов схемы для получения требуемого коэффициента усиления.

3. Определить максимальную амплитуду входного синусоидального сигнала, при которой не будет значительных искажений выходного сигнала.

4. Начертить амплитудную характеристику усилителя.

 

Т а б л и ц а 7

 

Вариант	Тип ОУ	Требуемый коэффициент усиления	Uвх min, мВ	Тип усилителя
Группа 1, 4	Группа 2, 5	Группа 3, 6
	К140УД1А					Инверти-рующий “ “ Неинвертирующий. “ “
	К140УД1Б					Инверти-рующий “ “ Неинвертирующий “ “
	К140УД2А					Инверти-рующий “ “ Неинверти-рующий “ “
	К140УД6					Инверти-рующий “ “ Неинверти-рующий “ “
	К140УД7					Инвертирующий. “ “ Неинверти-рующий. “ “

 

ЗАДАЧА 5. На основе операционного усилителя проектируется сумматор для выполнения заданной операции. Тип ОУ, выполняемая операция и сопротивление резистора обратной связи приведены в табл. 8. Сопротивление нагрузки значительно больше выходного сопротивления ОУ.

 

ЗАДАНИЕ.

1. Начертить схему сумматора для реализации заданной операции с указанием источников питания, входного и выходного напряжений.

2. Рассчитать величину сопротивлений резисторов входных цепей.

 

Т а б л и ц а 8

 

Вариант	Тип ОУ	Выполняемая операция	Сопротивление обратной связи, кОм	Тип сумматора
Груп- па 1, 4	Груп- па 2, 5	Груп- па 3, 6
	К140УД1А	U 1+2 U 2+3 U 3 4 U 1+ U 2+ U 3 2 U 1+ U 2+2 U 3 -(U 1+2 U 2+3 U 3) -(4 U 1+ U 2+ U 3) -(2 U 1+ U 2+2 U 3) U 1+2 U 2-3 U 3-4 U 4 2 U 1+ U 2-3 U 3-2 U 4				Неинверти-рующий “ “ Инвертирующий “ “ Параллельный “

 

 

Окончание табл. 8

 

	К140УД2А	3 U 1+2 U 2+2 U 3 U 1+4 U 2+2 U 3 2 U 1+3 U 2+ U 3 -(3 U 1+2 U 2+2 U 3) -(U 1+4 U 2+2 U 3) -(2 U 1+3 U 2+3 U 3) 3 U 1+ U 2-2 U 3- U 4 4 U 1+2 U 2-3 U 3-2 U 4				Неинверти-рующий “ “ Инвертирующий “ “ Параллельный “
	К140УД6	5 U 1+ U 2+ U 3 3 U 1+ U 2+4 U 3 2 U 1+5 U 2+ U 3 -(5 U 1+ U 2+ U 3) -(5 U 1+ U 2+2 U 3) -(3 U 1+ U 2+4 U 3) 5 U 1+ U 2- U 3- U 4 2 U 1+ U 2-5 U 3- U 4				Неинверти-рующий. “ “ Инвертирующий “ “ Параллельный “
	К140УД7	6 U 1+2 U 2+ U 3 6 U 1+ 4U2 + U 3 -(U 1+6 U 2+ U 3) -(2 U 1+2 U 2+5 U 3) 5 U 1+2 U 2-3 U 3- U 4 U 1+6 U 2- U 3-4 U 4				Неинверти-рующий “ Инвертирующий “ Параллельный “

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Горбачев, Г.Н., Чаплыгин, Е.Е. Промышленная электроника: учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 320 с.

2. Забродин, Ю.С. Промышленная электроника: учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1982. – 496 с.

3. Расчет электронных схем. Примеры и задачи/ Г.И. Изъюрова [и др.]. – М.: Высшая школа, 1987. – 335 с.

4. Гусев, В.Г., Гусев, Ю.М. Электроника. – М.: Высшая школа, 1991. – 622 с.

5. Быстров, Ю.А., Мироненко, И.Г. Электронные цепи и микросхемотехника. – М.: Высшая школа, 2002. – 384 с.

6. Титце, У., Шенк, К. Полупроводниковая схемотехника/ Пер. с нем. – М.: Мир, 1982. – 512 с.

7. Полупроводниковые приборы. Справочник/ Под ред. Н.Н. Горюнова. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 744 с.

8. Галкин, В.И., Булычев, А.Л., Прохоренко, В.А. Полупроводниковые приборы. Справочник. – Мн.: Беларусь, 1987. – 285 с.

9. Цифровые интегральные микросхемы. Справочник / М.И. Богданович [и др.]. – Мн.: Беларусь, 1991. – 493 с.

10. Аналоговые интегральные микросхемы. Справочник/ А.Л. Булычев [и др.]. – Мн.: Беларусь, 1993.