Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
Компьютерная программа Puff предназначена для моделирования линейной цепи, поэтому она не годится для анализа нелинейных схем, таких как усилители или генераторы. Стандартная программа моделирования процессов в нелинейных цепях называется SPICE. Она разработана в университете Беркли, штат Калифорния. Существует большое количество ее коммерческих версий; наиболее популярной является версия PSPICE, которая подходит для решения многих задач. Демонстрационная версия этой программы распространяется компанией OrCad Company. Более подробная информация размещена на Web-сайте комдании по адресу: http://www.orcad.com.
10.9. ПРАКТИКУМ 1249
10.9. Практикум
ЗАДАЧА № 24. УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ
Схема усилителя мощности приведена на рис. 10.16.
Источник питания
Место подключения камбинирабаннозо прибора
10:1
RFC 1 j :м . 18juH і
Io ,-
С44 47nF
-о
Фильтр зармоник
Вход: зенеротор
о-
D12 Z\1N4753A 36 В
Рис. 10.16. Усилитель мощности
В схеме применяется транзистор 2N3553, для которого в соответствии с паспортными данными, представленными производителем и приведенными в приложении 4, максимальное значение коллекторного напряжения составляет 40 В.
Стабилитрон D12, включенный параллельно выходу, имеет рабочее напряжение стабилизации 36 В и защищает транзистор от перенапряжения. Резистор R14 имеет сопротивление 100 Ом и включен на входе, что ограничивает величину обратного напряжения на эмиттерном переходе значением, не превышающим 4 В.
Прежде всего припаяйте транзистор Q7. Предварительно на выводы транзистора необходимо надеть пластиковые изоляционные трубки, чтобы предотвратить контакт металлического корпуса с печатной платой. Корпус транзистора электрически связан с коллектором, поэтому он закоротит схему, если случайно коснется контактных площадок, к которым припаяны базовый или эмиттерный выводы. Затем установите С44, D12 и ВЧ дроссель RFC1. Вывод катода диода оставьте немного длиннее, чтобы к нему можно было подключить щуп измерительного прибора. В заключение прикрепите на транзистор теплоотводящий радиатор.
Для контроля тока будет использоваться резистор с сопротивлением 1 Ом, установленный на монтажной площадке Si. Предварительно надо очень точно измерить величину его сопротивления. При измерении малых сопротивлений приходится учитывать дополнительное сопротивление, вносимое проводами измерительного прибора. Для этого соедините концы измерительных проводов и измерьте величину их сопротивления. Затем замерьте сопротивление устанавливаемого резистора и отнимите значение сопротивления проводов прибора. Полученное точное значение сопротивления запишите.
[25O] ТО. УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
К антенному разъему Jl подключите осциллограф, используя согласующее нагрузочное сопротивление 50 Ом. Генератор должен быть подключен параллельно сопротивлению R14. На нем необходимо установить синусоидальный сигнал частотой 7 МГц и размахом напряжения 1 В без смещения. Дополнительно к катоду диода D12 для контроля коллекторного напряжения должен быть подключен щуп с делителем 10:1.
1. Рассчитайте размах амплитудного значения напряжения на нагрузке 50 Ом, который необходим для получения выходной мощности 2 Вт. Постепенно увеличивайте напряжение на генераторе, пока выходная мощность не достигнет значения 2 Вт. Зарисуйте форму выходного напряжения. Определите величину поступающей от генератора мощности. Рассчитайте усиление G в децибелах. С помощью комбинированного прибора измерьте напряжение Ucc и запишите полученное значение. Лучше всего измерять Ucc в точке подключения эталонного резистора с сопротивлением 1 Ом к дросселю.
2. На следующем этапе выполните серию измерений при различных значениях напряжения генератора: 5, 10, 15, 20, 25 и 30 В. Для каждого значения выходного напряжения с помощью комбинированного измерительного прибора определите напряжение постоянного тока на токоизмерительном резисторе 1 Ом. По результатам рассчитайте значение постоянного тока источника I0, вычитая при этом ток стабилизатора, равный 2 мА. Затем, используя ранее полученное значение Ucc рассчитайте мощность источника P0.
3. Рассчитайте выходную мощность для каждого значения выходного напряжения, после чего постройте график зависимости КПД от выходной мощности Р, используя выражение:
Л = P/P0 (10.60)
Затем постройте график зависимости мощности Pd, рассеиваемой в схеме и определяемой в соответствии с выражением:
Pa = P0-P (10.61)
от выходной мощности Р.
4. При высоких значениях выходного напряжения КПД начнет падать. Аппроксимируйте графики до значения, при котором можно будет наблюдать это падение.
ЗАДАЧА № 25. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Для анализа тепловых процессов в усилителе будет использована модель, представленная на рис. 10.15. Измерить непосредственно сопротивление Rj очень трудно, так как транзистор находится в металлическом корпусе. Но поскольку Rj зависит только от характеристик самого транзистора и используемого для него корпуса и не зависит от применяемого типа радиатора, производители приборов могут выполнять подобные измерения сами. Фирма Motorola в паспортных данных транзистора 2N3553 указывает значение Rj = 25 °С/Вт.
http://www.cyberforum.ru/physics/