Расчет различных электрических цепей

Определим ёмкость конденсатора на входе фильтра, которая обеспечит пульсацию не превышающую 10% , при условии, что фильтр подключен к мостовому выпрямителю:

,                (3.1)

      где: - в микрофарадах, мкФ;

           - в миллиамперах,  мА;

           - в вольтах, В.

                мкФ

Из ряда номинальных ёмкостей выбираем значение равное 510 мкФ. Напряжение на конденсаторе должно быть в 1.5 раза больше .

На этом основании выберем конденсатор К50-3-60В-510мкФ10%.

Уточним коэффициент пульсации на входе фильтра:

      ,               (3.2)

Определим коэффициент сглаживания, который должен обеспечивать фильтр:

 ,                  (3.3)

Коэффициент сглаживания каждого звена двухзвеньевого фильтра определяем по формуле:

 ,                   (3.4)

Определяется равенство:

 ,        (3.5)

Зададим значения емкостей конденсаторов  и равными 22 мкФ. По значению ёмкостей и максимального рабочего напряжения выбираем конденсаторы К50-3-60В-22мкФ10%.

Из (3.5) определим значение :

             ,

            Гн

т.к.  то .

Расчитаем конструктивные параметры дросселей. Выходными данными для расчета являются индуктивности дросселей  и значения выпрямленного тока.

Ширина среднего стержня определяется по формуле:

 ,              (3.6)

где: - в см;

     - в Гн;

     - в А.

    см

Выберем из справочника стандартные пластины типа ШI со следующими параметрами:

       ширина среднего

       стержня          - 2.8 см;

       высота окна      - 4.2 см;

       ширина окна      - 1.4 см.

Площадь окна находим по формуле:

 ,                 (3.7)

где: - ширина, см;

     - высота, см.             

           кв.см

Вычислим количество витков обмотки каждого дросселя:

 ,                (3.8)

где: - площадь окна а кв.мм;

      - коэффициент заполнения

          окна медью равный 0.27;

      - плотность тока равная 2А.кв.мм;

           - выпрямленный ток в А.

Находим диаметр провода обмотки дросселя:

 ,                (3.9)

          мм

Из справочника выбираем диаметр провода  равный 0.75мм (допустимый ток 0.884 А).

Вычисляем площадь сечения дросселя:

 ,             (3.10)

где: - в кв.мм;

     - в Гн;

     - в А;

     - магнитная индукция сердечника

         равная 0.8 Тл.

       кв.см

Расчитаем толщину набора сердечника дросселя:

 ,                    (3.11)

           см

Для избежания насыщения сердечника дросселя между ярмом и сердечником делают воздушный зазор. Поскольку магнитный поток дважды проходит через зазор, то толщина немагнитной прокладки (из бумаги или картона)равна .

 ,            (3.12)

где: - в А;

     - в Тл;

      - в см.

см

Подсчитаем среднюю длину витка обмотки:

 ,              (3.13)

     см

Вычислим активное сопротивление обмотки дросселя:

 ,               (3.14)

где:  - в см;

     - в мм;

     - в Ом.

   Ом

Сопротивление двух последовательно соединенных дросселей равно:

 ,                 (3.15)

          Ом

Подсчитаем спад напряжения на активном сопротивлении дросселей:

 ,              (3.16)

    В

4. РАСЧЁТ ЭМИТТЕРНОГО ПОВТОРИТЕЛЯ

Исходные данные для расчета приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Расчётные данные

Определим величину мощности , которую может отдать источник сигнала в входную цепь усилителя при условии равенства входного сопротивления каскада :

 ,                (4.1)

      Вт

Считая, что  в усилителе достаточно велико, используют составной транзистор по схеме с общим коллектором. При таком соединении коэффициент усиления каскада по мощности можно принять равным 20 Дб.

Из справочника выбираем транзисторы типа МП111A с параметрами приведенными в табл.4.2.

Таблица 4.2

Параметры транзистора

Напряжение источника питания в цепи коллектора составляет от 0.4 до 0.5 максимально допустимого напряжения коллектор-эмиттер. Примем равным 5 В.

Максимальное значение входного сопротивления каскада определяется как половина сопротивления коллекторного перехода, которое в свою очередь вычисляется по формуле:

 ,                    (4.2)

        Ом

Определив  получаем, что  равно 400 кОм.

Частотные искажения на высшей частоте диапазона частотными свойствами транзисторов и их схемой включения. Для схемы эмиттерного повторителя:

   ,            (4.3)

где: ;

     - высшая частота диапазона;

     - граничная частота транзистора;

     - коэффициент усиления по току

                 в схемах с общим эмиттером.

Сопротивление нагрузки каскада  находим по формуле:

 ,                 (4.4)

где: - напряжение между коллектором и

            эмиттером транзистора VT2 в ре-

            жиме покоя;

     - ток эмиттера в режиме покоя.

Для повышения входного сопротивления и снижения уровня шума примем = 2.5 В, а ток= 0.5 мА.

              Ом

Из ряда номинальных сопротивлений выбираем номинал который равен 5.1 кОм. На основании полученных данных выбираем резистор  С2-23-0.125-5.1кОм5%.

Чтобы определить и  примем ток делителя, созданный этими сопротивлениями, равным 0.2 мА. Используя отношение , из формулы :

 ,               (4.5)

         Ом

         Ом

Из ряда номинальных сопротивлений выбираем номиналы  регистров и  равными 6.2 кОм и 18 кОм соответственно. На основании полученных данных выбираем резисторы С2-23-0.125-6.2кОм5% и С2-23-0.125-18кОм5% соответственно.

Определим ёмкость разделительного конденсатора :

 ,    (4.6)

где: - выходное сопротивление эмиттерного

            повторителя равоне 150 Ом;

  - нижняя частота диапазона усиления;

  - частотные искажения на НЧ от .

Частотные искажения на низких частотах, которые возникают в схеме из-за и  определим по формулам:

 ,             (4.7)

 ,               (4.8)

                Дб

              Дб

В относительных единицах:

мкФ

Из ряда номинальных ёмкостей выбираем значение ёмкости равное 0.22 мкФ. Рабочее напряжение много больше . На основании полученных данных выбираем конденсатор К53-4А-0.22мкФ10%.

Найдём ёмкость разделительного конденсатора  на входе усилителя:

  ,    (4.9)

мкФ

Из ряда номинальных ёмкостей выбираем значение ёмкости = 0.1 мкФ. Рабочее напряжение много больше . На основании полученных данных выбираем конденсатор К53-4А-0.1мкФ10%.

5. РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА НА БИПОЛЯРНОМ

ТРАНЗИСТОРЕ ПО СХЕМЕ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

Исходные данные для расчета приведены в табл.5.1

Таблица 5.1

Расчётные данные

1	2	3	4	5