Общие указания по выполнению и оформлению контрольной работы

Общие указания по выполнению и оформлению контрольной работы

• Контрольная работа выполняется студентами по одному из десяти вариантов. Вариант определяется по последней цифре номера зачетной книжки (ноль соответствует десятом варианту).
• Перед выполнением каждого задания необходимо тщательно ознакомится с теоретическим материалом по данной теме (в соответствии с рекомендованного списка литературы).
• Контрольная работа состоит из четырех задач
• Для каждой задачи необходимо привести начальное условие задачи.
• Все страницы должны иметь нумерацию.
• Условные графические обозначения элементов и узлов должны отвечать ГОСТ. Необходимые условные графические обозначения приведены в приложениях.
• Таблицы и рисунки должны иметь сквозную нумерацию. Каждая таблица и рисунок должны быть подписаны.
• В конце работы необходимо привести список использованной литературы, указать дату и поставить свою подпись.
• Исправление ошибок (работу над ошибками) выполнять не в тексте контрольной работы, а после рецензии преподавателя.

Задача 1

Расчёт резистивного делителя напряжения

1.1 Начертить схему резистивного делителя напряжения.

1.2 Рассчитать сопротивления резисторов для получения коэффициента передачи.

1.3 Округлить найденное сопротивление до стандартного номинала.

1.4 Определить полученный коэффициент передачи, сравнить его с заданным, оценить погрешность и сделать выводы к её допуску.

1.5 Определить амплитуду выходного напряжения.

1.6 Рассчитать мощность, которую рассеивают резисторы и обозначить на схеме номиналы мощностей резисторов.

1.7 Показать в масштабе эпюры входного и выходного напряжений, обращая внимание на фазу сигналов (вверху входное напряжение, внизу – выходное). Внимание! Размещение эпюр в разных столбцах или на разных страницах не разрешается.

Исходные данные

2.1 Входное сопротивление R_вх ≥ 1 кОм.

2.2 Амплитуда входного напряжения U_{m вх} = 10 + M, В.

Здесь и дальше: М – предпоследняя, а N – последняя цифры зачётной книжки.

Методические указания и пример расчета к задаче 1

3 Пример расчета ( дляМ =1, N=4)

3.1 Приведем схему резистивного делителя напряжения.

Рисунок 1.1 – Схема резистивного делителя напряжения

3.2 Рассчитаем заданный коэффициент передачи делителя.

Согласно условию задания

R_вх ≥ 1 кОм

А так как в данном случае резисторы соединены последовательно, то входное сопротивление цепи равно:

R_вх (1.1)

Из данной формулы видно, что коэффициент передачи будет равным:

(1.2)

Как видно по рисунку 1.1 и формуле 1.1 входное сопротивление зависит как от сопротивления резистора R1, так и от сопротивления резистора R2. Для выполнения условия задачи можно задать сопротивление одного из этих резисторов равным 1 кОм. Если задать R2 = 1 кОм, то в таком случае R_вх > 1кОм.

Тогда значение резистора R1

R1 =((10+ -1) ^. 1000=(14-1) ^. 1000=13 000, Ом

3.3 Из Приложения1 находим ближайшую стандартную величину R1=13кОм.

3.4 Рассчитать коэффициент передачи делителя с новыми значениями.

Крас

Определить погрешность коэффициента передачи:

∆К = К_рас – К=0,071 – 0,071=0

δ% = = ^. 100%= 0%

Но так как в реальности нельзя изготовить идеальный резистор, все резисторы имеют шкалу допуска разброса параметров. Мы выбрали тип резистора из ряда Е24, для которого допустимые отклонения от номинала составляет ± 5%. Соответственно δ% = 5%.

Полученное значение погрешности не превышает 5%, что удовлетворяет условию.

3.5 Определим амплитуду выходного напряжения

U_{m вых} = К_рас ^. U_{m вх} (1.3)

3.6 Рассчитаем мощности, которые рассеивают резисторы по формуле:

P = U ^. I = U² / R = I^{2 .} К (1.4)

U_{m вх} = 10 + M = 10 + 1 = 11 В

U_{m вых} = 0,071 ^. 11 = 0,781 В

Так как U_{m вх} = U_{m R1} + U_{m R2} = U_{m R1} + U_{m вых}

U_{m R1} = U_{m вх} - U_{m вых} = 11 – 0,781 = 10,219, В

P_R2 = U²_{m вых} / R2 = 0,781² / 1000 = 6,1 ^. 10^-4, Вт

P_R1 = U²_{m R1} / R1 = 10,219² / 13000 = 8,03 ^. 10^-3, Вт

Выбираем номинальные величины мощностей резисторов.

P_R1 = 0,125 Вт; P_R2 = 0,125 Вт.

3.7 На графике покажем эпюры входного и выходного напряжений.

Рисунок 1.2 – Эпюры входного и выходного напряжений делителя

Задача 2

Исходные данные

Таблица 1 – Справочные данные диодов

Задача 3

Расчет усилителя напряжения

4.1 Разработать схему резистивного усилителя.

4.2 Выбрать тип транзистора.

4.3 Определить напряжение питания коллекторной цепи Е _К.

4.4 Рассчитать мощность Р_0К, которая рассеивается коллектором, и сравнить ее с допустимой Р _{К макс}.

4.5 Построить временные диаграммы работы.

4.6 Рассчитать сопротивление нагрузки в коллекторной цепи и сопротивление резистора в цепи базы.

4.7 Рассчитать исходную полезную мощность Р_вых и мощность расходов Р_расх.

4.8 Определить коэффициенты усиления по напряжению К_U, тока К _І и

мощности К_Р.

4.9 Определить коэффициент полезного действия (КПД).

Таблица 3 – Исходные данные

Разработка схемы

Схема усилителя приведена на рис. 1.2. Здесь: (расшифровать все обозначения) например, Uвх - входное напряжение, которое нужно усилить.

U вых - выходное усиленное напряжение и т.д.

Выбор транзистора

Транзистор выбирается по допустимым значениям мощности Р_Кмакс и напряжении питания коллекторной цепи Е _{К макс}.

Допустимая мощность Р_Кмакс 3 Р_вых, (Р_вых = 25 мВт)

Расчетное напряжение питания коллекторной цепи составляет

Е _{К расч} = 2 U_{m вых} + 2 U_{КЭ нас},

где U_{КЕ нас} - напряжение насыщения, берется из справочника, и составляет ≈ 1В;

Должно быть Е _{К расч} Е _{К макс};

Е _{К макс} - допустимое коллекторное напряжение, берется из справочника.

Построение диаграмм работы

Для выбранного транзистора снимаем входную характеристику І _Б = f (U _БЭ) и нижнюю выходную І _Бмин (рис.1.2).

На входной характеристике находим точку 1 с координатами (U _Бмин, І _Бмин).

На входной характеристике находим рабочую точку РТ по формуле

U _0Б = U _Бмин+ U _{m вх} .

На входной характеристике находим максимальное напряжение базы для точки 2

U _Бмакс = U _Бмин+ 2 U _{m вх} .

На эпюре U _Б(t) возле напряжения покоя U _0Б размещаем синусоиду с амплитудой U _{m вх} без каких либо амплитудных искажений.

Снимаем выходные характеристики для токов базы І _0Б и І _{Б макс}, которые обозначаются точками соответственно РТ и 2 на входной характеристике.

На выходных характеристиках находим точку 2’ линии нагрузки проекцией напряжения U _Кмин = 2 U _{КЭ нас} на характеристику І _{Б макс}. Напряжение насыщения U _{КЭ нас} приводится в справочниках и для маломощных транзисторов составляет около 1 В. (напряжение U _Кмин должно быть таким, чтобы точка 2’ была бы правее перегиба характеристики І _{Б макс}, т.е. на возможно линейном участке).

На выходных характеристиках находим точку 1’ нагрузочной линии проекцией напряжения U _Кмакс = U _Кмін+ 2 U _{m вых} на характеристику І _{Б мин}.

Через точки 1’ и 2’ проводим линию нагрузки.

В границах минимальных и максимальных значений размещаем эпюры напряжений и токов.

Внимание! Диаграммы работы строить на миллиметровой бумаге ручным способом либо электронным способом с использованием сетки.

Расчет параметров

Мощность, рассеиваемая коллектором Р _0К = U _0К І _0К.

(Должно быть Р _0К Р _Кмакс).

Напряжение коллекторной цепи Е _К = …. (определяетсяя на пересечении линии нагрузки с осью U _КЭ).

Сопротивление нагрузки R _K = .

Сопротивление резистора в цепи базы R _Б = .

Выходная полезная мощность Р _вых =

Мощность потерь Р _п = Е _К І _0К.

Коэффициент усиления по напряжению К _U =

где U _{m вых ср} = – средняя амплитуда выходного напряжения.

Коэффициент усиления по току К _І = _,

где І _{mK ср} и І _{mБ ср,} – средние амплитуды токов соответственно

коллектора и базы.

Коэффициент усиления по мощности К _Р = К _U К _І.

Коэффициент полезного действия (кпд) = .

Должно быть < 0,25.

Предупреждение: если кпд равен 0,25 или превышает 0,25, то это свидетельствует о наличии в работе ошибки, которую необходимо найти.

Входное сопротивление R _вх=

 

Приложение 1

 

Ряды номинальных значений сопротивлений, емкостей и индуктивностей с допуском ±5 % и более

Е3 Е6 Е12 Е24 Е3 Е6 Е12 Е24 Е3 Е6 Е12 Е24         2.2 2.2 2.2 2.2 4.7 4.7 4.7 4.7       1.1       2.4       5.1     1.2 1.2     2.7 2.7     5.6 5.6       1.3               6.2   1.5 1.5 1.5   3.3 3.3 3.3   6.8 6.8 6.8       1.6       3.6       7.5     1.8 1.8     3.9 3.9     8.2 8.2               4.3       9.1

 

 

Номиналы соответствуют числам, приведенным в таблице и числам, полученным умножением на 10ⁿ, где n - целое положительное или отрицательное число.

Ряд Е3 соответствует отклонению от номинального значения ±50%
Ряд Е6 соответствует отклонению от номинального значения ±20%
Ряд Е12 соответствует отклонению от номинального значения ±10%
Ряд Е24 соответствует отклонению от номинального значения ±5%.

 

Номинальные значения мощностей резисторов:

 

 

Приложение 2

Статические характеристики биполярных транзисторов

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рисунок 1 – Условные обозначения приборов

Вопросы к экзамену

1. Способы включения выпрямительных диодов.
2. Диодные ограничители амплитуды.
3. Барьерная емкость р-n перехода. Варикапы
4. Выпрямительные полупроводниковые диоды: плоскостные и точечные. ВАХ.Принцип действия.
5. однополупериодные схема выпрямления переменного тока (напряжения).
6. двухполупериодная схема выпрямления переменного тока (напряжения).
7. Полупроводниковый стабилитрон. ВАХ.Схема параметрической стабилизации.
8. Импульсные полупроводниковые диоды. Принцип действия.
9. Диоды Шоттки. Принцип действия. Применение.
10. Туннельные диоды. ВАХ. Принцип действия. Применение.
11. Полупроводниковые резисторы: варисторы, терморезисторы, фоторезисторы.
12. Устройство и принцип действия биполярного транзистора.
13. Способы включения биполярного транзистора. Сравнительная оценка схем включения.
14. Усилитель звуковой частоты на БТ. Назначение элементов схемы. Принцип усиления.
15. Схема электронного ключа на БТ. Принцип действия.
16. Определение h-параметров БТ.
17. Полевые транзисторы с р-n переходом управляющей компании. Статические характеристики.
18. Полевые транзисторы с изолированным затвором и индуцированным каналом. Статические характеристики.
19. Полевые транзисторы с изолированным затвором и встроенным каналом.Статические характеристики.
20. динисторы. ВАХ, принцип действия. Применение.

21Тиристоры. ВАХ, принцип действия. Применение
22. Фотодиоды. Принцип действия, применение.
23. Фототранзисторы. Фототиристоры.
24. Светодиоды. Принцип действия, применение.
25. Дифференциальный усилитель.
26. Операционный усилитель инвертирующий.
27. Операционный усилитель, не инвертирует.
28. Электронные ключи на биполярных и полевых транзисторах.
29. Триггер на биполярных транзисторах.
30. Мультивибратор автоколебательный.
31. Понятие логического элемента. Характеристики логических элементов.
32. Диодный логический элемент ИЛИ.
33. Диодный логический элемент И.

34. Транзисторный логический элемент НЕ.
35. Логический элемент И-НЕ в интегральном исполнении (диодно-транзисторная логика).
36. Логический элемент И-НЕ в интегральном исполнении (транзисторно-транзисторная логика). Схема с резистором в коллекторе.
37. Микросхемы транзисторной логики с эмиттерной связью
38. Логический элемент НЕ (инвертор) КМОП-структуры.
39. Логический элемент И-НЕ КМОП-структуры.
40. Логический элемент ИЛИ-НЕ КМОП-структуры.

I. Основная

1. Гершунский Б. С. Основы электроники и микроэлектроники.- Киев: Высшая школа, 1989

2. Вайсбурд Ф. И. и др. Электронные приборы и усилители. – М.: Радио и связь, 1987

3. Бойко В. И., Гуржий А. М., Жуйков В. Я. Основы схемотехники электронных систем – Киев: Высшая школа, 2004

II. Дополнительная

1. Лавриненко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам.-К. Техника, 1984

2. Колонтаевский Ю.Ф. Радиоэлектроника, - М.: Высшая школа, 1988

3. Жеребцов Н.П. Основы электроники.- М.: Энергоатомиздат, 1985

4. Виноградов Ю.В. Электронные приборы.- М.: Связь, 1977

Общие указания по выполнению и оформлению контрольной работы

• Контрольная работа выполняется студентами по одному из десяти вариантов. Вариант определяется по последней цифре номера зачетной книжки (ноль соответствует десятом варианту).
• Перед выполнением каждого задания необходимо тщательно ознакомится с теоретическим материалом по данной теме (в соответствии с рекомендованного списка литературы).
• Контрольная работа состоит из четырех задач
• Для каждой задачи необходимо привести начальное условие задачи.
• Все страницы должны иметь нумерацию.
• Условные графические обозначения элементов и узлов должны отвечать ГОСТ. Необходимые условные графические обозначения приведены в приложениях.
• Таблицы и рисунки должны иметь сквозную нумерацию. Каждая таблица и рисунок должны быть подписаны.
• В конце работы необходимо привести список использованной литературы, указать дату и поставить свою подпись.
• Исправление ошибок (работу над ошибками) выполнять не в тексте контрольной работы, а после рецензии преподавателя.

Задача 1

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: