ЗАЩИТА ВЫХОДНОГО КАСКАДА

4. ЗАЩИТА ВЫХОДНОГО КАСКАДА

Для защиты по току выходного каскада в режиме короткого замыкания воспользуемся схемой, приведенной на рисунке 4.1.

Еп

VT 1

VT 3

Rогр.

Rн

Рис. 4.1 Схема защиты выходного каскада. VT 1― транзистор

выходного каскада, VT 3 ― защитный транзистор,

Rогр ― сопротивление ограничения, Rн ― сопротивление

нагрузки

В схеме защиты выходного каскада используем транзисторы

VT 3 ― n-p-n проводимость ― КТ315А

VT 4 ― p-n-p проводимость ― КТ361А

Параметры транзисторов приведены в приложении А.

Величина сопротивления ограничения находится по формуле

Rогр = Uбэ/Iогр, где

Uбэ ― напряжение база-эммитер, для кремниевых транзисторов

равное 0.6 В

Iогр ― ток ограничения

Rогр = 0.6/0.114 = 5.3 Ом

5. ВЫБОР СОПРОТИВЛЕНИЙ

Сопротивление обратной связи должно удовлетворять условию

R6  Uвых max*0.01/I ОУ вх, где

I ОУ вх ― входной ток операционного усилителя

I ОУ вх = I1 = 40 нА

R6 = 8.49*0.01/40*10 = 2.12 МОм

Сопротивление обратной связи R6 не должно превышать предельного значения 2.12 МОм. Из ряда Е2 сопротивлений выбираем сопротивление R6 = 180 кОм с точностью ± 5 %.

Учитывая коэффициент усиления схемы К = 90, найдем сопротивление R1

К = R6/R1

Отсюда, R1 = R6/К

R1 = 180*10і/90 = 2*10і

Выбираем сопротивлене R1= 2 кОм.

Для точного усиления (К = 90) поставим в цепи обратной связи регулируемый резистор R5 = 10 кОм, с помощью которого будем

устранять отклонения от номиналов сопротивлений R1 и R6.

В качестве межкаскадной связи поставим, учитывая паспортные данные микросхемы К154УД1, сопротивление R7 = 2 кОм.

В схеме защиты выходного каскада поставим сопротивления

ограничения R8 = R9 = 5.6 Ом.

Нагрузкой усилителя является сопротивление R10 = 90 Ом.

6. ПОГРЕШНОСТИ ВЫПОЛНЕННЫХ ОПЕРАЦИЙ

В зависимости от выполняемых функций требования предъявляемые к операционным усилителям различны но в любых случаях важно уменьшать погрешность выполненной операции и увеличивать быстродействие упрощать схемы операционных усилителей и повышать их надежность.

Рассчитаем следующие погрешности:

6.1 Приведенная погрешность линейности

л = 2Uбэ/КD Uвых max, где

Uбэ  напряжение база-эммитер равное 0.6 В

КD  коэффициент усиления операционного усилителя К154УД1

КD=150*10і

  коэффициент обратной связи

=1/К где

К  коэффициент усиления схемы К=90

=1/90=0.011

л = 2*0.6/0.011*150*10і*8.49=0.0000856=0.0856*10ˉі=0.00856%

6.2 Приведенная погрешность в схеме смещения

см = Uсм*К/Uвых max, где

Uсм  напряжение смещения нуля Uсм =5 мВ

см = 5*10ˉі*90/8.49 = 0.053 = 53*10ˉі=5.3%

6.3 Приведенная погрешность в цепи входного тока

i =iвх*Rос/ Uвых max, где

iвх  входной ток микросхемы К154УД1 , I1 = 40 нА

Rос  сопротивление обратной связи, Rос = R6 = 180 кОм

i = 40*10ˉ9 *180*10і /8.49 = 0.848*10ˉі=0.0848%

Приведенная погрешность, вызванная синфазной

составляющей

с = 1/Ко.с.с., где

Ко.с.с.  коэффициент ослабления синфазных входных сигналов

Ко.с.с. = Ксф = 80 дБ = 10000

с = 1/10000 = 0.0001 = 0.1*10ˉі=0.01%

6.5 Приведенная погрешность за счет коэффициента усиления

к = К/КD

к = 90/150*10і = 0.6*10ˉі=0.06%

6.6 Максимально возможная погрешность усилителя

ус = л + см + i + с + к

ус = 0.0856*10ˉі + 53*10ˉі + 0.848*10ˉі + 0.1*10ˉі + 0.6*10ˉі =

= 54.6336*10ˉі

ус  5.46 %

С учетом схемы коррекции напряжения смещения

ус = л + i + с + к

ус = 0.00856% + 0.0848% + 0.01% + 0.06% = 0.16336%

ВЫВОДЫ

В данной курсовой работе рассчитаны количество каскадов в схеме усилителя, активных и пассивных элементов, параметры элементов, тип выходного каскада , предусмотрена защита выходного каскада и внешней коррекции напряжения смещения нуля усилителя.

Двухтактный усилитель мощности состоит из двух симметричных плеч. Транзисторы подобраны с максимально близкими характеристиками, работают в одинаковом режиме.

Коэффициент усиления напряжения равный 90.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1. Основы промышленной электроники: Учебник для вузов/ В.Г.

Герасимов, О.М. Князьков, А.Е. Краснопольский, В.В. Сухоруков;

под ред. В.Г. Герасимова. – 2-е изд., перераб. И доп. – М.: Высш.

Школа,1978

2. Лавриненко В.Ю Справочник по полупроводниковым приборам.

9-е изд., перераб. К.: Техника ,1980

3. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное

руководство. Пер. с нем.- М.: 1982

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Параметры транзисторов КТ814Б, КТ 815Б

Iкбо Iэбо Uк Iк h21э fгр Cn Uкбmax Uкэmax Uэбmax Iкmax Iбmax

мА мА В А МГц пФ В В В А А

КТ814Б 0.05  2 0.15 40 3 60  50  1.5 0.5

40

КТ815Б 0.05  2 0.15 40 3 60  50  1.5 0.5

40

Pmax Pтmax Tmax Tmin Rтnc

Вт Вт С С С/мВт

КТ814Б  10 +100 - 40 

КТ815Б  10 +100 - 40 
Параметры транзисторов КТ315А, КТ 361А

Iкбо Iэбо Uк Iк h21э h11б h12б h22б fгр Cк Кш Uкбm Uкэm

мкА мкА В мА Ом мкСм МГц пФ В В

КТ315А 1 15 10 1 20..90 40  0.3 250 7   20

10

КТ361А 1  10 1 20..90    250 9  25 25

25

Iкm Iкиm Pmax Tmax Tmin Rтnc

мА мА мВт С С С/мВт

КТ315А 100  150 +100 - 55 0.67

КТ361А   150 +100 - 60 0.67

Буквенные обозначения основных элементов ЭЗ

ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ТЕКСТОВЫХ ДОКУМЕНТОВ

1.Общие требования

Материал излагается в виде текста, иллюстраций и таблиц на листах формата А4 (210*297 мм). Для иллюстраций и таблиц можно использовать листы формата А3 (297*420 мм).

Документы выполняют рукописным (черного, фиолетового или синего цвета), машинописным или машинным способом на одной стороне листа белой бумаги из расчета от 30 до 35 строк на странице в рукописи (трафарет№2) и не более 40 строк при машинном способе (при машинописном - печатать через 1,5 интервала).

Высота букв не менее 1,8 мм.

При рукописном способе на листе вычерчивается рамка, отступающая от края листа слева на 20 мм, справа, сверху и снизу - на 5 мм. От рамки сверху и снизу отступить на 15...20 мм, справа и слева - на 5...10 мм.

При машинном выполнении рамки не обязательны. Поля : левое - 20...30 мм, верхнее и нижнее - 20...25мм, правое 10..15 мм.

Ошибки исправляют подчисткой или закрашиванием белой краской.

Разделы и подразделы должны иметь заголовки. Раздел начинается с новой страницы. Подразделы пишут подряд, если после названия подраздела в нижней части страницы помещается не менее 2х строк текста

Заголовки разделов следует располагать в середине строки, писать или печатать прописными буквами без точки в конце, не подчеркивать. Нумеруются разделы арабскими цифрами с точкой. Переносы слов в заголовках не допускаются.

Заголовки подразделов следует начинать с абзацного отступа, писать (печатать) строчными буквами, кроме номера и первой прописной, не подчеркивая, без точки в конце. Нумеровать подразделы по порядку, в пределах каждого раздела (1.1,1.2,1.3 и т.д.).

Абзацный отступ равен 5 знакам.

Расстояние между заголовками и предыдущим текстом должно быть не менее двух строк, между заголовком и последующим текстом - не менее одной строки.

Нумерация страниц производится арабскими цифрами без точки в конце. Номера проставляют в правом верхнем углу страницы. Нумерация сквозная по всему тексту, считая иллюстрации, таблицы и приложения. Все листы, начиная с титульного включают в общую нумерацию, но на титульном листе, задании и реферате номер страницы не проставляется.

2.Требования к порядку изложения материала

Документы (пояснительные записки, отчеты) содержат следующие структурные элементы:

А) во вводной части:

Обложку,

Титульный лист,

Лист замечаний,

Задание,

Ведомость проекта,

Реферат,

Содержание,

Перечень сокращений и условных обозначений,

В) в основной части:

Введение,

Суть работы (делится на разделы),

Выводы,

Перечень ссылок,

Приложения.

Все перечисленные элементы начинают с новой страницы. Нумеруют только разделы, составляющие суть работы.

Структурные элементы: титульный лист, реферат, введение, суть работы и выводы являются обязательными для всех документов.

3.Требования к структурным элементам

3.1. Титульный лист

В дипломных проектах оформляется на украинском языке. в курсовых проектах и отчетах по практике - на русском.

3.2.Лист замечаний

Обязателен только в дипломных проектах и работах. Служит для оценки проекта консультантами.

3.3. Задание

Составляется на бланке

3.4. Реферат

Должен быть кратким, информативным, достаточным для принятия решения и целесообразности прочтения всего документа.

Информация в тексте реферата представляется в такой последовательности:

Цель работы,

Результаты и их ценность,

Рекомендации по использованию,

Показатели надежности и экономические

Реферат должен умещаться на одной странице формата А4. Перечень ключевых слов должен содержать 30 слов (словосочетаний), написанных прописными буквами в именительном падеже.

3.5. Содержание

Содержание составляют, если документ содержит не менее двух разделов или один раздел и приложение при общем количестве страниц не менее 10.

Содержание включает все разделы и подразделы, расположенные после него.

3.6. Перечень условных обозначений

Все принятые в документе малораспространенные условные обозначения символов, сокращения и термины поясняют в перечне, располагая в алфавитном порядке. Независимо от этого при первом появлении этих элементов в тексте приводят их расшифровку.

3.7. Введение

Во введении кратко излагают:

Оценку состояния вопроса,

Тенденции разрешения поставленных задач,

Актуальность данной работы,

Цель работы, область применения,

Связь с другими работами.

3.8. Суть работы

Суть работы излагают, распределяя материал по разделам. Разделы могут делиться на подразделы.

В первом разделе диплома описывается процесс, подлежащий автоматизации и анализируются известные варианты решения. В итоге формулируется задача проекта.

Во втором разделе приводится техническое задание, составленное в соответствии с ГОСТ.

В третьем разделе описываются результате разработки схем: структурной, функциональной, принципиальной. Приводятся необходимые расчеты, методика выбора ЭРЭ.

В четвертом разделе приводятся данные по конструированию и технологии: разработка блоков и субблоков на печатных платах или разработка шкафов и схем соединений (при использовании стандартных средств).

В пятом разделе приводится расчет надежности: оценивается безотказность и ремонтопригодность разработанного устройства или системы и программных средств.

В шестом разделе описываются мероприятия по технике безопасности, охране труда и окружающей среды.

В седьмом разделе приводятся экономические расчеты.

В выводах анализируются полученные результаты, оценивается полнота выполнения технического задания.

В перечне ссылок приводятся источники, на которые ссылаются в основной части. Располагать их желательно в алфавитном порядке.

В приложениях помещают материал, который необходим для полноты проекта, но нежелателен в основной части: перечни ЭРЭ к схемам, листинги программ, математические доказательства, расчеты и т.п.

Обозначаются приложения буквами русского алфавита (исключая буквы Г,З,Й,О,Ы,Ь).Одно приложение обозначается как приложение А.

3.9. Иллюстрации

Чертежи, рисунки, схемы, диаграммы, фотографии следует располагать непосредственно после текста, в котором они упоминаются впервые, если для этого достаточно места, или на следующей странице.

Оформляются иллюстрации в соответствии с действующими стандартами, нумеруются в пределах раздела.

При необходимости под иллюстрацией помещают поясняющие данные.

Иллюстрации могут иметь названия, которые помещают под иллюстрацией и поясняющими данными, например: "Рисунок 3.1 - Схема размещения".

3.10. Таблицы

Таблицы, как и иллюстрации, располагают непосредственно после текста, в котором они упоминаются впервые или на следующей странице. Нумеруются в пределах раздела. Название помещается над таблицей, пишется строчными буквами (кроме первой прописной).

При делении таблицы на части ее головку или боковик можно заменять номерами граф или строк, которые проставляют и в первой части таблицы.

Заголовки и подзаголовки граф указывают в единственном числе. Точки в конце не ставят.

3.11. Перечисления

Перед перечислениями ставят двоеточие. Перед каждой позицией перечисления, которые пишут с абзацным отступом, ставят дефис.

Для дальнейшей детализации используются арабские цифры со скобкой и делается отступ еще на 5 знаков.

3.12.Формулы и уравнения

Формулы и уравнения располагают посредине страницы, непосредственно после текста, в котором они упоминаются. Нумеруются в пределах раздела. Номер формулы проставляется в круглых скобках на уровне формулы в крайнем правом положении в строке.

Выше и ниже каждой формулы должно быть оставлено не менее одной свободной строки.

Пояснение значений символов, входящих в формулу, приводятся непосредственно под формулой в той последовательности, что и в формуле. Пояснение каждого символа начинается с новой строки.

Переносить формулу на следующую строку можно только на знаках операций, которые повторяют в начале строки. При переносе на знаке умножения применяют знак "х".

Формулы, следующие одна за другой, и не разделенные текстом, отделяют за