Расчет практических задач по электротехнике

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Расчёт усилителя низкой частоты (УНЧ) на транзисторе

Рисунок 1.1 - УНЧ

Исходные данные:

Транзистор: 2Т316A

Тип транзистора- Npn

2 - кремниевый (работающий при повышенных температурах)

Т - биполярный

3 - низкочастотный, малой мощности

16 - номер разработки

A - параметрическая группа

Дано: ;

На схеме эмиттер обозначен со стрелкой. Схема включения с общим эмиттером. Входные величины ток базы, напряжение база - эмитер, выходные ток коллектора, напряжение коллектор - эмиттер.

Рисунок 1.2 - Схема включения с общим эмиттером

Расчёт.

1. Сопротивление в цепи коллектора.

по заданию указано, что

2. Напряжение на эмиттере.

Током базы в виду его малости можно пренебречь и получим



3. Напряжение на базе.

4. Определяем номиналы резисторов и

- ток через делитель и

Выбираем номинал резистора из стандартного ряда (ближайшее большее)

Выбираем

5. Определяем коэффициент усиления по напряжению без конденсатора . - дифференциальный коэффициент усиления по напряжению без конденсатора

- дифференциальный коэффициент усиления по напряжению с конденсатором

Где

При - входное сопротивление транзистора.

При ? определяется следующим образом

где - тепловой коэффициент и определяется из соотношения

где - постоянная Больцмана

- заряд электрона

- температура в градусах Кельвина

Знак минус говорит о том, что фаза входного сигнала меняется на 180°.

6. Определим номинал конденсатора , исходя из условия

Выбираем

7. Входное сопротивление как эквивалентное сопротивление входных сопротивлений и .

8. Расчет мощности на транзисторе в состоянии покоя

меньше 150

Ответ:



Рисунок 1.3 - EWB

2. Ключевая транзисторная схема для управления RC - цепью

Рисунок 2.1 -Транзисторная схема

Исходные данные для расчета:

На схеме изображен генератор линейно - возрастающего напряжения.

При отсутствии входного сигнала идет заряд конденсатора по цепочке с постоянной времени заряда

график

Рисунок 2.2 - Генератор линейно-возрастающего напряжения

Входной сигнал открывает транзистор, и конденсатор разряжается по цепочке:

Управляет работой внешняя схема.

1. Напишем формулу по которой изменяется напряжение на конденсаторе при закрытом транзисторе:

где -- постоянная времени заряда конденсатора.

2. Определим напряжение на конденсаторе в момент времени

3. Напишем формулу, по которой изменяется напряжение на конденсаторе при открытом транзисторе.

где - напряжение на конденсаторе в момент открытия транзистора

- постоянная времени разряда

4. Определим время , при котором напряжение на конденсаторе станет равным

Логарифмируем:



Рисунок 2.3 - EWB

3. Активный фильтр на операционном усилителе

Рис. 3.1. Фильтр

конденсатор передаточный генератор

Исходные данные:

1. Передаточная функция схемы фильтра определяется по формуле:

Где

поэтому

Используя рабочую формулу операционного усилителя:

где

Подставляя и получаем:

Подставляем значения:

2. Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ для этого фильтра

- коэффициент демпфирования

- низкочастотная асимптота строится с наклоном 40д6/дек и проходит через точку

- определим частоту сопряжения

Амплитуда

Амплитуда в Дб:

т.к. то резонанса нет



Рисунок 3.2 - EWB

4. Мультивибратор на операционном усилителе

Рисунок 4.1

Дано:

1. Определим сопротивление , чтобы выполнялось условие

- Рассмотрим замкнутый контур:

По второму закону Кирхгофа запишем уравнение напряжений:

Тогда

подставим вместо значение , и получим:

Из ряда выбираем

2. Определим, наминал конденсатора, чтобы обеспечить частоту мультивибратора

Где

определим

выразим постоянную времени



Где

Определим по формуле

3. Определим реальную частоту выходного сигнала мультивибратора



Рисунок 4.2 - EWB

5. Построить дешифратор

Вычислить логическую функцию и построить логическую схему дешифратора.

Таблица 1

A	B	C	Y
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	0
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	0
1	1	1	1

Неминимизированная схема

Логическая функция:

Рисунок 5.1- EWB

Минимизированная схема.

Логическая функция:



Рисунок 5.2 - EWB

Минимизированная схема на элементах Шеффера.

Логическая функция:

Рисунок 5.3 - EWB

Минимизированная схема на элементах Пирса (ИЛИ-НЕ).

Логическая функция:



Рисунок 5.4 - EWB

6. Выполнить расчет управляющих логических функций для параллельного счетчика на JK-триггерах со счетом до заданного числа 13

Построить логическую схему счетчика.

Для построения десятичного счетчика с коэффициентом счета требуется четыре элемента памяти -- по заданию JK-триггеров, входная логика которых определяется минимальным количеством логических элементов.

Выполнение процедуры синтеза счетчика заключается в выполнении последовательности следующих действий:

-- построение таблицы кодирования десятичных цифр а заданном двоично-десятичном коде;

-- построение таблицы переходов всех разрядов счетчика;

-- построение карт Карно, описывающих логические переходы каждого разряда счетчика;

минимизация логических функций переходов разрядов счетчика;

-- синтез логической схемы счетчика с использованием заданного базиса (заданной элементной базы).

1. Построим таблицу кодирования десятичных цифр в произвольном двоично-десятичном коде 8--4--2--1 (см. табл. 2).

Таблица 2

Десятичная цифра	Цифры кода 8-4-2-1 (выходы триггеров)
	Q3	Q2	Q1	Q0
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	1
4	0	1	0	0
5	0	1	0	1
6	0	1	1	0
7	0	1	1	1
8	1	0	0	0
9	1	0	0	1
10	1	0	1	0
11	1	0	1	1
12	1	1	0	0
13	1	1	0	1
14	1	1	1	0

2. Проведем минимизацию логических функций выходов триггеров Q0…Q3 для этого построим таблицу переходов, которая определяет новые состояния разрядов счетчика с приходом очередного счетного импульса (см. табл. 3).

Таблица 3

Время	t	t+1
выходы	Q0	Q1	Q2	Q3	Q0	Q1	Q2	Q3
Номер состояния счётчика	0	0	0	0	0	1	0	0	0
	1	1	0	0	0	0	1	0	0
	2	0	1	0	0	1	1	0	0
	3	1	1	0	0	0	0	1	0
	4	0	0	1	0	1	0	1	0
	5	1	0	1	0	0	1	1	0
	6	0	1	1	0	1	1	1	0
	7	1	1	1	0	0	0	0	1
	8	0	0	0	1	1	0	0	1
	9	1	0	0	1	0	1	0	1
	10	0	1	0	1	1	1	0	1
	11	1	1	0	1	0	0	1	1
	12	0	0	1	1	1	0	1	1
	13	1	0	1	1	0	1	1	1

Для построения карт Карно, описывающих логику формирования управляющих сигналов на входах каждого разряда счетчика, воспользуемся характеристической таблицей JK-триггера, которая описывается табл. 4

JK-триггер, задан в качестве базового элемента для построения счетчиков.

Таблица 4

Входы	Выходы
J(t)	K(t)	Q(t)	Q(t+1)
0	*	0	0
1	*	0	1
*	1	1	0
*	0	1	1

Полученные ранее карты Карно логического перехода Q0…Q3 разрядов счетчика (см. рис. 6.1) с учетом характеристической таблицы З и неиспользуемых комбинаций (см. таблицу 2) применим для построения карт Карно для входов J и K каждого разряда счетчика отдельно (см. рис 6.2).



Рисунок 6.1

Рисунок 6.2

Проведем минимизацию функций, описывающих логику формирования управляющих сигналов на входах каждого разряда счетчика. Для этого осуществим склеивание конъюнкций, представленных на картах Карно в виде наборов, на которых функция принимает значения 1. Объединяя единичные значения с неиспользуемыми и безразличными комбинациями, как это показано на рис. 6.1. пунктирными линиями, получим следующие логические функции для J и К входов триггеров:

Используя логические функции, построим функциональную схему счетчика, представленную на рис. 6.3.

Рисунок 6.3

Построим логические схемы и проверим работу параллельного и последовательного 4.х разрядных счетчиков на JK-триггерах.

1. Параллельный четырехразрядный двоично-десятичный счетчик на JK-триггерах.



Рисунок 6.4 - EWB

2. Последовательный четырехразрядный счетчик на JK-триггерах.

Рисунок 6.6 - EWB

Список литературы

1. В.И. Лачин, Н.С. Савёлов. Электроника. Ростов-на-Дону, «Феникс» 2005.

2. Л.А. Бессонов. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. Москва, Гардарики, 2006.

3. А.Т. Трубачев. Авиационная электроника. Пособие к изучению дисциплины и выполнению курсовой работы. Москва, МГТУ ГА, 2003.

Размещено на Allbest.ru