Zesilovač střídavého signálu

Zpráva

bezradna · #1 Příspěvek od **bezradna** » 04 lis 2009, 19:59

Zdravím všechny. Opět se vracím na toto fórum s prosbou o pomoc. Potřebuji se poprat s následujícím příkladem (ono jich je tedy k těm zesilovačům více, ale pokud budu mít aspoň jeden vyřešený, tak s těmi dalšími už si snad nějak poradím). Takže pokud mi poradíte, budu vám vděčná.

Mám za úkol navrnout zesilovač střídavého signálu s bipolárním tranzistorem.
Zadáno je:
U(cc) = 12 V, I(cp) = 2 mA, tranzistor BC 546 s h(21E)>=150, A(U) = 20 dB, f(D) = 100 Hz, R(z) >=50kohm

Schéma je:
Obrázek

#2 Příspěvek od **Bernard** » 04 lis 2009, 20:59

Patrně se chce řešit zesilovač jako lineární obvod, pro malé signály. Tranzistor je nelineární prvek, tak pracovní bod se asi bude řešit z V-A charakteristiky.
Zesilovač - probírali jste nějakou konkrétní sadu náhradních parametrů tranzistoru? A nějakou konkrétní metodu řešení lineárních obvodů?

bezradna · #3 Příspěvek od **bezradna** » 04 lis 2009, 21:41

Neprobírali jsme nic, je to samostudium dálkového studia.

radekrd · #4 Příspěvek od **radekrd** » 04 lis 2009, 21:58

A co si tedy najít skripta?

#5 Příspěvek od **Bernard** » 04 lis 2009, 22:01

V dnešní době je samostudium úplná hračka. Několik příkladů:
http://www.souch.cz/dok/e/zesil.pdf
http://www.isstrakovnik.cz/plugin/12415 ... ilovae.pdf
http://home.zcu.cz/~ronesova/index.php? ... es/aes_rtr
http://moryst.sweb.cz/elt2/stranky1/elt020.htm
http://panwiki.panska.cz/index.php/Praktický_výpočet_tranzistorového_stupně

Banda · #6 Příspěvek od **Banda** » 04 lis 2009, 22:05

Nic osobního, ale jak to tak pozoruji, tak by mě zajímalo, co z takových lidí pak nakonec bude. Samostudiem se takovéto věci může naučit jen nadaný student, pokud tomu chce průměrný člověk opravdu rozumět, je potřeba si k tomu sednout s někým, kdo mu to vysvětlí.

pajosek2 · #7 Příspěvek od **pajosek2** » 04 lis 2009, 22:40

Ono je to stejně nejlepší po výpočtu kontrolně zapojit a provést měření.Jednodužší věci spočítám,ale tohle by mi asi trošku zamotalo hlavu,taky už mi to tak nemyslí jako zamlada.Hlavně vliv záporné ZV v emitoru,na tom bych pohořel. :cry:

BOBOBO · #8 Příspěvek od **BOBOBO** » 05 lis 2009, 07:11

Připadá mi to ale jako obrácený případ , kdy učitel zadal PT uživatelům fora příklad , který chce někomu zadat a zkouší reálnost řešení . Pro vlastní řešení je zde nutný předpoklad vstupních znalostí , které se budou těžko vstřebávat , zvláště je-li životní zaměření učícího se úplně cizí . Je-li bezradná skutečně studentkou , zajímalo by mne , jaký obor vyžaduje podepření těmito znalostmi .

bezradna · #9 Příspěvek od **bezradna** » 05 lis 2009, 07:15

Já už jsem to tu někde psala, jsem (snad) budoucí programátor, tedy obor informatika a výpočetní technika, a netuším, proč máme předmět, který s programováním moc nesouvisí. Snad jedině proto, že jsme fakulta elektrotechnická a tudíž asi každý student musí projít tímto předmětem.

Přednášky jsme zatím měli 2 a na obou jsme prali jen ohmův zákon, kirchhova a theveniův a nortonův teorém

BOBOBO · #10 Příspěvek od **BOBOBO** » 05 lis 2009, 07:31

No potěš koště . Nepůjde to bez odpoledne s někým znalým , kdo vysvětlí a na příkladu ukáže fce a vlastnosti tranzistoru . Toto nelze vyřešit zde na EB . Je toho prostě hodně .

bezradna · #11 Příspěvek od **bezradna** » 05 lis 2009, 08:03

No tak aspoň jsem to zkusila, dík za ty odkazy. Pokusíme se na to sednou se spolužákama a třeba něco vykutíme.

piitr · #12 Příspěvek od **piitr** » 05 lis 2009, 08:21

Nevíte někdo, co to je to I(cp)? Nic takového tam není namalované a nepřijde mi to jako něco, co bych měl znát.

BOBOBO · #13 Příspěvek od **BOBOBO** » 05 lis 2009, 09:02

Co takhle proud kolektoru pracovní .

piitr · #14 Příspěvek od **piitr** » 05 lis 2009, 09:07

Jo pracovní, aha. Díky.

piitr · #15 Příspěvek od **piitr** » 05 lis 2009, 10:45

Možná tam budou chyby, ale já bych to dělal nějak takhle:

Zisk zesilovače se počítá jako:
Au / dB = 20 * log( U2 / U1 )
Takže napěťové zesílení (přenos) by mělo být:
P = U2 / U1 = 10 ^ ( Au / 20dB ) = 10

Zesílení zesilovače je přibližně dáno jako poměr Rc/Re. Ale jen přibližně. Takže Rc bude přibližně 10x větší než Re. Proud jimi je přitom skoro stejný. Takže napětí na Rc bude taky tak asi 10x větší než napětí na Re. Tedy při úplném otevření tranzistoru bude napětí na Rc asi 10/11 Ucc a na Re bude 1/11 Ucc. Možný rozkmit napětí na Rc je tedy asi 10/11 Ucc, tj. 10,91V. Pracovní bod by měl být asi v půlce, takže v klidu zvolíme napětí na Rc třeba 5V. Klidový proud tímto odporem máme zadaný jako Icp, takže velikost odporu lze spočítat:
Rc = 5V / Icp = 5V / 2mA = 2,5 kOhm

Pro střídavý průběh však tranzistor v kolektoru nevidí jen Rc, ale i Rz, tedy jejich paralelní kombinaci Rc':
Rc' = Rc || Rz = ( Rc * Rz ) / ( Rc + Rz ) = 2,381 kOhm

Napěťové zesílení je přibližně P=Rc'/Re, z čehož vypočteme Re:
Re = Rc' / P = 2,381kOhm / 10 = 238,1 Ohm

Klidové napětí na Re je:
Ue = Re * Icp = 238,1Ohm * 2mA = 0,4762 V
Na tranzistoru mezi bází a emitorem bude dalších asi 0,6V, takže napětí báze (vzhledem k zemi) bude:
Ub = Ue + 0,6V = 0,4762V + 0,6V = 1,076V

Klidový proud bází a tedy odporem Rb by měl být:
Ibp = Icp / h21e = 2mA / 150 = 13,33 uA (čti mikroampér)
Odpor Rb tedy bude:
Rb = ( Ucc - Ub ) / Ibp = ( 12V - 1,076V ) / 13,33uA = 819,3 kOhm

Na vstupu je vidět paralelní kombinace Rb a vstupního odporu tranzistoru do báze, která je (h21e * Re). Tento vstupní odpor je:
Rb' = Rb || ( h21e * Re ) = ( Rb * h21e * Re ) / ( Rb + h21e * Re ) = 34,22 kOhm

Tento vstupní odpor spolu s Cv1 tvoří dělič - horní propust s mezní úhlovou frekvencí:
omega = 1 / ( Rb' * Cv1 )
Tato úhlová frekvence je zadána:
omega = 2 * pi * fd = 2 * pi * 100Hz = 628,3 s^(-1)
Vyjádřím tedy Cv1:
Cv1 = 1 / ( omega * Rb' ) = 1 / ( 628,3s^(-1) * 34,22kOhm ) = 46,51 nF

Obdobně vyjádříme Cv2:
Cv2 = 1 / ( omega * ( Rc + Rz ) ) = 30,32 nF
Tady je trošku složitější ukázat, že se má použít sériová kombinace Rc a Rz, tak to zatím nebudu odvozovat, ale na požádání provedu.

Myslím, že je to takhle snad komplet. A doufejme i dobře. Kdo ví.