где ;В итоге КПД схемы составляет 28,7%.Оценка нелинейности схемы
Определим нелинейность схемы по следующей формуле, где — коэффициент усиления при максимальном токе коллектора — коэффициент усиления при минимальном токе коллектора. Определим минимальныйи максимальный токи коллектора:.Определим пределы изменения дифференциального сопротивления:
Коэффициенты усиления равны:
Коэффициент нелинейности равен:
МОДЕЛИРОВАНИЕ СХЕМЫМоделирование каскада проведем в программе Multisim 10. На рисунке 9 представлена модель каскада в данной программе. Рисунок 9На рисунке 10 представлены осциллограммы входного и выходного сигналов
Рисунок 10- Входной и выходной сигналы
Рисунок 11 — АЧХ каскада
Рисунок 12 — ФЧХ каскада
АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫПо ГОСТ 52 003;2003 в соответствии с количеством элементов соответствует малой степени сложности ФУ. В данном ФУ нет параметра, влияющего на конструкцию ПП. Так как устройство должно обладать виброустойчивость и удароустойчивостью, то ячейка будет для блока разъемного типа и по ГОСТ 52 003;2003 будет моделироваться пластиной с жестким закреплением всех сторон. Ячейка будет представлена в рамочном исполнении. Форма контактных площадок — круглая. Данная конструкция ячейки будет являться унифицированной, так как к ней отсутствуют требования не предусмотренные ГОСТ 16 962–71.Шаг координатной сетки будет стандартным по ГОСТ Р 51 040−97: 2,54 мм. Элементы рассеивают незначительную мощность, поэтому нет необходимости вводить в конструкцию ПП или ФУ теплоотводы. Определение группы жёсткости
По условиям эксплуатации усилитель постоянного тока по ГОСТ 23 752–79 соответствует второй группе жёсткости. Данный ГОСТ определяет устойчивость ПП к климатическим и механическим воздействиям. Требования по устойчивости ПП к климатическим и механическим воздействиям по ГОСТ 23 752–79Воздействующий фактор
Группа жесткости
ВтораяТемпература, K/°СВерхнее значение358/85Нижнее значение233/-40Относительная влажность, %При температуре до 308K/35°C98Перепад температуры
От 248/-25до 328/+55Атмосферное давление, Па (МПРТ)53600 (400)Устройство будет являться унифицированным, т.к. особые требования к конструкции не предъявляются и отсутствуют воздействия не предусмотренные ГОСТ 16 962–71 по классам и группам электронной аппаратуры. По ГОСТ 23 751–86 данное устройство соответствует типу ПП: МПП. Выбор класса точности ППГОСТ 23 751−86 устанавливает 5 классов точности ПП, каждый из которых характеризуется минимальным допустимым значением номинальной ширины проводника (t), расстоянием между проводниками S и др. параметрами. Данная ПП соответствует второму классу точности. Класс точности ПП по ГОСТ 23 751–86Условные обозначения элементов печатного монтажа
Класс точности ППВторойt, мм0,45S, мм0,45b, мм0,20=d/H0,40Δt, мм (без покрытия)±0,10Δt, мм (с покрытием)+0,15;
— 0,10, мм — ОПП, ДПП, МПП (наружный слой)
0,10 — МПП (внутренний слой)
0,15t — Наименьшая номинальная ширина проводника. S — Наименьшее номинальное расстояние между проводниками. b — Минимально допустимая ширина контактной площадки. d — Номинальное значение диаметра наименьшего металлизированного отверстия. H — Толщина ПП.Δt — предельное отклонение ширины печатного проводника, контактной площадки и др. — позиционный допуск расположения печатного проводника относительно соседнего элемента проводящего рисунка. Выбор материала основания ППДля химически негативного метода изготовления по ГОСТ 10 316–78 применяются материалы основания ГФ1−35Г, СФ1−35Г, СТФ, СОНФМ, СТНФ. Материалы основания ППМатериал
МаркаТолщина, мм
Стеклотекстолит теплостойкий фольгированный с гальваностойкой фольгой
СТФ0,08; 0,1; 0,13; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,5; 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0Гетинакс фольгированный с гальваностойкой фольгой
ГФ1−35Г1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0Стеклотекстолит фольгированный с гальваностойкой фольгой
СФ1−35Г0,5 ;1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0Стеклотекстолит фольгированный общего назначения нормированной горючести модифицированный
СОНФМ0,5 ;1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0Стеклотекстолит теплостойкий негорючий фольгированный с гальванической фольгой
СТНФ0,5 ;1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0Для изготовления МПП можно применять СТФ и СТНФ, оба материала являются теплостойкими, что является важным фактором для данной ПП. Но предпочтение отдается СТФ, так как использование этого материала значительно уменьшает толщину ПП.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В курсовом проекте был спроектирован и смоделирован усилитель постоянного тока на полевых транзисторах. Каскад усиления выполнен по балансной схеме на основе полевых транзисторов с изолированным затвором КП902 Б. Моделирование рассчитанной схемы в программе Multisim 10 показало ее работоспособность. При этом расчетные параметры несколько отличаются от результатов, полученных в ходе моделирования. Данное различие можно объяснить использованием в качестве КП902 Б-аналога импортного производства, а также более точной моделью транзистора в программе моделирования. В ходе выполнения курсового проекта был глубоко изучен и проработан материал по аналоговой схемотехнике усилительных каскадов как на полевых, так и на биполярных транзисторах.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Кузнецова Л. П. Усилители на полевых транзисторах.
М. Связь, 1975 — 90 с. ил. Титцев У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер.
с нем. —: Мир, 2002 — 512с. Гершунский Б. С. Справочник по расчету электронных схем. — Киев: Высшая школа, 2003 — 240с. Расчет электронных схем.
Примеры и задачи: учеб.
пособие для вузов по спец. электрон. техн. / Г. И. Изъюров, Г. В. Королева, В. А. Тереков и др. — М.: Высш. Школа, 2007 — 335с. Справочник по схемотехнике для радиолюбителя / В. П. Боровский, В. Н. Костенко, В. М. Михайленко, О. Н. Партола. — К.: Техника, 1987 — 432с.
