Контрольная и Лабораторные работы 1-3 по дисциплине: Схемотехника телекоммуникационных устройств. Вариант №03

Контрольная работа
Вариант №03

Задание на курсовой проект

Необходимо выбрать тип усилительных элементов и режим работы, рассчитать принципиальную схему. Принципиальная схема группового усилителя приведена на рис.1.
Исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1. Показатели усилителя
Количество каналов, ТЧ  198
Максимальная температура грунта 36
Уровень передачи УП, дБ 14,9
Требуемое затухание нелинейности  АГ02, дБ 75
 АГ03, дБ 77
Питание усилителя, В 25
Допустимый коэффициент частотных искажений на нижней рабочей частоте, Мн, дБ 0,85
Волновое сопротивление кабеля, Ом 150
Рабочее усиление, дБ 52

------------------------------------------------------------------------------

Содержание:

Задание  
1. Обоснование выбора типа усилительных элементов 
1.1 Расчет рабочих частот усилителя 
1.2  Выбор и обоснование схемы выходного каскада усилителя (ВКУ) 
1.3  Выбор транзистора 
1.4  Выбор режима работы транзистора ВКУ 
1.5  Расчет стабилизации режима работы транзистора ВКУ 
1.6  Расчет выходного каскада усиления по переменному току 
1.7  Построение сквозной динамической характеристики и оценка нелинейных искажений в ВКУ 
1.8  Выбор операционного усилителя и расчет принципиальной схемы. 
2. Выбор режима работы ОУ 
3. Расчет элементов схемы группового усилителя 
Приложение1 
Список литературы. 

=============================================
=============================================

Лабораторная работа №1
«Исследование резисторного каскада предварительного усиления на биполярном транзисторе»

1. Цель работы
Исследовать влияние параметров элементов схемы каскада с эмиттерной стабилизацией на его показатели (коэффициент усиления, частотные и переходные характеристики).

2. Принципиальная схема исследуемого каскада

3. Предварительный расчет

Таблица 1 – Исходные данные для предварительного расчета
Вариант 13
Тип транзистора KT 3102А
Параметр h21э 250
Ск, пФ 14
fh21э, МГц 2,0
rбб, Ом 125
Напряжение источника питания E0, В 17
Ток покоя транзистора iк0, мА 4,5

------------------------------------------------------------------------------

4. Контрольные вопросы:
1) Изобразить принципиальную схему резисторного каскада на биполярном транзисторе и пояснить назначение элементов схемы.
2) Для схемы резисторного каскада показать пути прохождения постоянных и переменных составляющих токов.
3) Объяснить, как происходит инвертирование напряжения сигнала при усилении в схеме включения транзистора с ОЭ.
4) Изобразить принципиальную схему двухкаскадного усилителя с резисторно-емкостной связью между каскадами. Определить сопротивления коллекторной нагрузки по переменному току для транзистора первого каскада.
5) Объяснить частотные свойства транзистора. Изобразить и пояснить упрощенную эквивалентную схему транзистора для широкой полосы частот в системе физических параметров.
6) Построить выходные динамические характеристики каскада (нагрузочные прямые) для постоянного и переменного токов.
7) Изобразить эквивалентные схемы входной и выходной цепи каскада для широкой полосы частот. Преобразовать схему для области нижних, средних и верхних частот.
8) По эквивалентной схеме для области нижних частот объяснить причины частотных искажений.
9) Изобразить переходные характеристики каскада в области больших и малых времен. Объяснить причины переходных искажений. Какими параметрами они оцениваются?
10) Объяснить влияние эмиттерной высокочастотной коррекции с помощью малой емкости в цепи эмиттера на частотную и переходную характеристики.
11) Объяснить, как влияет изменение величин элементов схемы на амплитудно-частотную и переходную характеристики (Rист, Rн, Ср вх, Ср вых, Сн).
12) Объяснить влияние обратной связи на характеристики резисторного каскада. Показать, как она образуется в схеме исследуемого усилителя.
13) Объяснить влияние большой емкости в цепи эмиттера на амплитудно-частотную и переходную характеристики.
14) Пояснить процесс составления и преобразования эквивалентных схем для заданного диапазона частот на примере схемы исследуемого усилителя.

=============================================

Лабораторная работа №2
«Исследование резисторного каскада широкополосного усилителя на полевом транзисторе»

Цель работы
Исследовать влияние элементов схемы каскада широкополосного усиления на полевом транзисторе с общим истоком на его показатели (коэффициент усиления, частотные и переходные характеристики).

1. Расчет каскада с истоковой коррекцией

2. Расчет

Таблица 1 – Исходные данные для расчета
Вариант 3
СЗИ, пФ 23
СЗС, пФ 8
ССИ, пФ 15
RВЫХ, Ом 165
S, мА/В 215
RН, Ом 65
YB 0,97
K0 5,5
RГ, Ом 53
RЗ, МОм 1,3


Задача 1
Рассчитать fB, RC, CВХ каскада,приведенного на рисунке 3.1, при использовании транзистора с характеристиками из таблицы 4.1. Параметры выбирать по последней цифре варианта: СЗИ; СЗС; ССИ; RВЫХ; S и условий: RН; YB; K0.


Задача 2
Рассчитать K0и fBвходной цепи, приведенной на рисунке 3.2, с характеристиками из таблицы 4.1: RГ; RЗ; YB. CВХ – из предыдущего расчета.


Задача 3
Рассчитать fB, LC, RC, CВХ каскада, приведенного на рисунке 3.3, при использовании транзистора с данными из таблицы 4.1 и условий: YB; K0. Каскад работает в качестве предоконечного; входная емкость нагружающего каскада берется из предыдущих расчетов.

Задача 4
Рассчитать fB, R1, С1, СВХ каскада, приведенного на рисунке 3.4, при использовании транзисторас данными из таблицы 4.1 и условий: YB; K0. Каскад работает в качестве предоконечного; входная емкость нагрузочного каскада берется из предыдущих расчетов.

------------------------------------------------------------------------------

3. Контрольные вопросы:
1) Изобразить принципиальную схему резисторного каскада на полевом транзисторе и пояснить назначение элементов схемы. Показать пути прохождения постоянных и переменных составляющих токов.
2) Пояснить работу полевого транзистора в схеме усилительного каскада. Как производится стабилизация режима работы?
3) Изобразить статические характеристики iс = f(Uзи) полевого транзистора, указать, каким образом определяется крутизна.
4) Изобразить эквивалентные схемы выходной цепи каскада для областей нижних, верхних частот. Пояснить причины, вызывающие частотные искажения на низких и высоких частотах.
5) Пояснить причины, вызывающие переходные искажения в области больших и малых времен. Объяснить форму выходных импульсов для схемы без коррекции.
6) Объяснить влияние корректирующих элементов на АЧХ в области низких частот.
7) Объяснить влияние корректирующих элементов на переходную характеристику в области больших времен.
8) Объяснить влияние корректирующей индуктивности L1 на АЧХ (ПХ) в области верхних частот (малых времен).
9) Объяснить, как влияет изменение номиналов элементов схемы на АЧХ и ПХ (Rc, Cр вых,, Сн).
10) Что такое площадь усиления? Как она определяется по амплитудно-частотной характеристике?
11) Пояснить назначение и виды коррекции в каскадах широкополосного и импульсного усиления.

=============================================

Лабораторная работа №3
«Исследование интегратора и дифференциатора на основе операционного усилителя»

1. Цель работы
Исследовать свойства и характеристики схем интегратора и дифференциатора на основе операционного усилителя (ОУ).

2. Исследование интегратора на основе операционного усилителя
2.1 Схема исследования

3. Исследование дифференциатора на основе операционного усилителя
3.1 Схема исследования
3.2 Вывод по исследования дифференциатора

4. Практическая часть

Задание 1
Как будет выглядеть сигнал на выходе интегратора, если на вход подается сигнал, указанный в таблице 4.1. Данные для интегратора также приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1– Данные для расчета интегратора
Вариант 3
Тип сигнала ступен
R1, МОм 2,5
C, мкФ 0,4
Uвх, В 4
t1, мс 4


Задание 2
Как будет выглядеть сигнал на выходе дифференциатора, если на вход подается сигнал, указанный в таблице 4.2. Данные для дифференциатора также приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Данные для расчета дифференциатора
Вариант 5
Тип сигнала треуг
R, кОм 2,5
C, мкФ 0,4
Uвх, В 4
t1, мс 4

------------------------------------------------------------------------------

5. Контрольные вопросы

1) Назначение интегратора (дифференциатора).
2) Привести передаточную функцию интегратора (дифференциатора).
3) Типовая частотная характеристика идеального интегратора (дифференциатора).
4) Как изменится частотная характеристика интегратора (дифференциатора) с учетом корректирующих элементов?
5) Почему инвертирующий вход ОУ с обратной связью называют «виртуальной землей»?
6) Вывести выражения для выходного напряжения идеального интегратора (дифференциатора) во временной области
7) Переходная характеристика при подаче на вход скачкообразного или периодического импульсного сигнала (для схем интегратора и дифференциатора).
8) Методы уменьшения погрешности интегрирования для схемы на реальных ОУ.
9) Способы повышения устойчивости работы дифференциатора на реальном ОУ.
10) Перечислить свойства идеального операционного усилителя.
11) Пояснить отличие дифференцирующего усилителя от дифференциального.
12) Нарисовать схему инвертирующего сумматора.
13) Изобразить логарифмическую амплитудно-частотную характеристику реального ОУ.

=============================================

Проверил(а): Бородихин Михаил Григорьевич
Оценка: Зачет
Дата оценки: 12.07.2023г.

Помогу с вашим вариантом, другой работой, дисциплиной или онлайн-тестом.
E-mail: sneroy20@gmail.com
E-mail: ego178@mail.ru