Расчет и моделирование усилителя — презентация онлайн

Похожие презентации:

3D печать и 3D принтер

Видеокарта. Виды видеокарт

Анализ компании Apple

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Устройство стиральной машины LG. Электрика

Конструкции распределительных устройств. (Лекция 15)

Электробезопасность. Правила технической эксплуатации электроустановок

Магнитные пускатели и контакторы

Работа на радиостанциях КВ и УКВ диапазонов. Антенны военных радиостанций. (Тема 5.1)

1. Защита лабораторной работы №1

Расчет и моделирование
усилителя
ст. группы ТСА-313
Уткин Д.С.

2. Анализ сходных данных и выбор транзистора

• Основным отличием усилительных
каскадов является схема нагрузки в
выходной цепи(многоконтурная,
трансформаторная и тд). Разработаем
широкополосный резистивный
усилительный каскад, поменяв Rк
транзистора на резонансную цепь.
Вх.цепь
Схема однотактного широкополосного усилительного каскада
ООС
Схема однотактного широкополосного усилительного каскада
Нагрузочная
Схема однотактного широкополосного усилительного каскада
выходная
Схема однотактного широкополосного усилительного каскада
фильтр
Схема однотактного широкополосного усилительного каскада
• В исходных данных нет заметок по КПД, тогда
рабочем режимом выберем режим А.
Транзистор работает в активном режиме на
близких к линейным участкам характеристик,
поэтому искажения усиливаемого сигнала
здесь минимальны.
• Каскад выбран с ОЭ. Он обеспечивает
максимальное усиление сигнала по мощности.
• В соответствии с заданием в схеме будет
использоваться транзистор КТ3107А
(импортный аналог — BC177AP), т.к. он
соответствует заданным параметрам.
Моделирование выходных характеристик и построение
нагрузочной прямой
Определим положение рабочей точки на
нагрузочной прямой транзистора. С
помощью нее определяем Iк0 и Uкэ0
выходной цепи для выбранного режима
работы, а так же ток входной цепи Iб0,
который обеспечивает требуемые Iк0 и
Uкэ0.
Схема для моделирования выходных
характеристик
Нагрузочная прямая представляется
отрезком прямой линии, для построения
которой необходимо знать лишь
координаты двух точек, лежащих на ней. Эти
точки определяются в двух крайних
режимах работы транзистора: в полностью
закрытом (режим отсечки) и полностью
открытом (режим насыщения).
В данном случае этой рабочей точке соответствует базовый ток I Б0=-34.4мкА.
Ток коллектора покоя IК0= -8 мА пи напряжение Uкэ = -11В

11. Моделирования входной характеристики

Входная характеристика необходима для
нахождения требуемого смещения на базе.
Определим его, используя Iб, полученные
по выходным характеристикам.
Схема для моделирования входной
характеристики
Построим входную характеристику и по ней определим недостающую
координату рабочей точки
Координаты рабочей точки на рабочей характеристике
Напряжение база-эмиттер покоя:
UБЭ0=698. 422 мВ;
Ток базы покоя: IБ0=-34.4 мкА.

13. Моделирование передаточной характеристики

Передаточная характеристика биполярного транзистора — это зависимость выходного
напряжения коллектор- эмиттер Uкэ от входного напряжения база-эмиттер UБЭ.
При моделировании передаточной статической характеристики важным является
определение координат рабочей точки транзистора с учетом цепей нагрузки и
термостабилизации. Rк=Rн (усл. согласования)
Рассчитаем напряжения базы покоя и коллектора транзистора в режиме А,
воспользовавшись известным выражением для неразветвленного участка цепи:
UБ0 = UБЭ0 + URэ = UБЭ0 + (IК0 + IБ0)*RЭ = -698.422.мВ + (-8мА∙150 Ом) = -1.898 В;
UК0= UКЭ0 +(IК0∙RЭ) = -11 В + (-8мА ∙ 150 Ом)= -12.2В.
Сравним значение с моделированным значением, собрав схему для
моделирвания передаточной характеристики. При этом допускается
расхождение с расчетными величинами в пределах 10%.
Схема для моделирования передаточной
характеристики
С помощью напряжения коллектора покоя
( -12. 2 В) найдем напряжение Uб =1.72
Погрешность равна 9% и является
допустимым значением
Координаты
рабочей точки на
передаточной
характеристике

15. Определение параметров покоя

Изменим номинал базового источника
напряжения.
Найдём все потенциалы и токи в режиме А
работы транзистора
Uк
Uб
Iк
Iб
Схема для определения параметров покоя
транзистора
Потенциалы и токи в режиме А работы
транзистора
Для выбранного режима работы К передачи:
h31Э=IK0 / IБ0=-6.7978 мА / -31.4416 мкА = 216.2

16. Расчёт и моделирование цепей, задающих режим работы транзистора по постоянному току

• Цель: определение номиналов
резистивного делителя
Iд=10*Iб0=10*(-31.4416мкА)= -314.416 мкА.
Найдём ток IRд2=Iд-Iб0= -314.416 мкА – (-31.4416 мкА) = -282.9744 мкА
По закону Ома:
Rд2=Uб0 / IRд2= -1.72 В / -282.9744 мкА = 6.078 кОм.
Найдём сопротивление резистора Rд1:
Rд1=(Eп – Uб0)/ Iд=(22В – (-1.72 В))/ -314. 416 мкА=64.501 кОм.
После определения номиналов резисторов Rд1 и Rд2 расчёт резистивного
делителя считается законченным.

17. Моделирование усилительного каскада с резистивным делителем

Схема для моделирования резистивного делителя
Таким образом, после включения питания в цепях, задающих режим А работы
транзистора BC177AP, установятся следующие значения покоя:
Uк0= -11.819 В , Iк0= -6.786 мА
Uб0= -1.718 В , Iб0= -31.53 мкА

18. Анализ результатов моделирования по постоянному току

Параметр
Статические
характеристики
Резистивный
делитель
Погрешность
моделирования
Iб0
-31.44
-31.53 мкА
0.2%
Uб0
-1.72 В
-1.718 В
0.1%
Iк0
-6.7978 мА
-6.786 мА
0.1 %
Uк0
-11.803 В
-11.819 В
0.1%
мкА

19. Расчёт транзисторного усилительного каскада по переменному току

исключает влияние отрицательной обратной связи на
частоте входного сигнала
обеспечивают большое сопротивление постоянному
току на входе и выходе усилителя, их сопротивления
должны быть много меньше с одной стороны
входного, а с другой – выходного сопротивления
усилительно каскада
Lф=XLф / (2fc) =150кОм / 23. 141600кГц=15мГн.
служит для блокировки цепи протекания
переменной составляющей выходного сигнала в
цепь питания каскада.
служит для замыкания цепи протекания
переменной составляющей входного сигнала в
обход источника питания

20. Моделирование усилительного каскада по переменному току

Действ.
напр
Схема для моделирования усилительного каскада по переменному току
Установим амплитуду на входе каскада 10 мВ и оценим форму сигнала
на экране осциллографа
Kу=Uвых / Uвх = 401.233мВ / 9.997мВ=
=40.14 (>35)
Сигнал на входе и выходе усилительного
каскада
Для измерения уровня нелинейных искажений при усилении сигнала разложим
гармонический сигнал в ряд Фурье
Спектральная характеристика сигнала в нагрузке
Основная мощность сосредоточена на частоте усиливаемого сигнала, что
свидетельствует о низком уровне искажений. Коэффициент гармоник (THD) составляет
Кг=0.316671%. Мощность Pн=Iн Uн=Uд2 / Rн = (262 мВ)2 / 150 Ом =45. 76 мкВт. (>35)

English     Русский Правила

Исследование теплового состояния автоматизированной точки коммерческого учета электроэнергии 6(10) кв | Готовкина

1. Основные положения концепции интеллектуальной энергосистемы с активно — адаптивной сетью. Москва, 2012. 51 с. Доступно по: https:// www.fskees.ru/upload/docs/ies_aas. Ссылка активна на 22 октября 2020.

2. Концепция «Цифровая трансформация 2030». Москва, 2018 г. 31 с. Доступно по: https://www.rosseti.ru/Kontseptsiya_Tsifrovaya_transformatsiya_2030. Ссылка активна на 22 октября 2020.

3. Colak I., Bayindir R, Sagiroglu S. The Effects of the Smart Grid System on the National Grids. icSmartGrid: Proceedings of the conference 8th International Conference on Smart Grid; 17-19 June 2020; Paris, France; 2020.

4. Agalgaonkar Y.P., Hammerstrom D.J. Evaluation of Smart Grid Technologies Employed for System Reliability Improvement: Pacific Northwest Smart Grid Demonstration Experience // IEEE Power and Energy Technology Systems Journal. 2017. V. 4. N2. pp. 24-31.

5. Bansal P., Singh A. Smart metering in smart grid framework: A review. PDGC: Proceedings of the conference Fourth International Conference on Parallel, Distributed and Grid Computing; 22-24 Dec. 2016; Waknaghat, India; 2017.

6. Грачева Е.И., Садыков Р.Р., Хуснутдинов Р.Р., Абдуллазянов Р.Э. Исследование параметров надежности низковольтных коммутационных аппаратов по эксплуатационным данным промышленных предприятий // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2019. Т. 21. № 1-2. С. 10-18.

7. Васев А.Н., Мисбахов Р.Ш., Зиганшина А.И., Федотов В.В. Комбинированные системы сбора и передачи технологической и диагностической информ ации АСУТП электроустановок // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2018. Т. 20. № 11-12. С. 16-26.

8. Agalgaonkar Yashodhan P., Hammerstrom Donald J. Evaluation of Smart Grid Technologies Employed for System Reliability Improvement: Pacific Northwest Smart Grid Demonstration Experience // IEEE Power and Energy Technology Systems Journal. 2017. V. 4. |№ 2. pp. 24-31.

9. Li Zhe, Dai Y., Wang Q., Dong X. Application of High-Voltage Electrical Energy Meter in Smart Grid. ICMCCE: Proceedings of the 3rd International Conference on Mechanical, Control and Computer Engineering; 14-16 Sept. 2018; Huhhot, China; 2018.

10. Zhang A., Song S., Wang Ch., et al. Research of an integrated high-voltage energy metering device. CCC: Proceedings of the 36th Chinese Control Conference; 26-28 July 2017; Dalian, China; 2017.

11. Gebauer J., Podešva P., Fojtík D., Mahdal M. The Welding Current and Voltage Smart Sensor. ICCC: Proceedings of the conference 20th International Carpathian Control Conference; 26-29 May 2019; Krakow-Wieliczka, Poland; 2019.

12. Аль-Аомари О., Ваньков Ю.В., Костылева Е.Е., Валиев Р.Н. Методика обработки результатов тепловизионных обследований высоковольтного оборудования. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2015; №11-12. С. 80-86.

13. Дмитриев А.В., Валиев И.И., Дмитриева О. С. Исследование работы термоэлектрического преобразователя в системе охлаждения энергетического оборудования. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2015; № 11-12. c. 60-63.

14. Pengbo Yin, Zuoming Xu, Wei Hu, et al. Temperature Homogenization Technology of Current Carrying Conductor in the Valve Side Bushing of Converter Transformer Based on the Heat Pipe Theory. ICHVE: Proceedings of the IEEE International Conference on High Voltage Engineering and Application; 6-10 Sept. 2020; Beijing, China; 2020.

15. Xiaoling Yu, Zhiyuan Liu, Quanke Feng, et al. Research on a gravity heat pipe for high voltage vacuum interrupter. Proceedings of the 23rd International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum; 15-19 Sept. 2008; Bucharest, Romania; 2008.

16. Blumenfeld P.E., Prenger C., et al. High temperature superconducting current lead test facility with heat pipe intercepts// IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 1999. V. 9. № 2. pp. 527-530.

17. Kang B., Hou T., Bu Z., et al. High-voltage electrical energy meter with measurement chips floating at 10 kV potentials // IET Science, Measurement & Technology. 2016. V. 10. N3. pp. 159-166.

18. Xin Y., Mingshuai Ch., Xinyang Li, et al. Research of three-phase high-voltage energy metering device. CAC: Proceedings of the conference Chinese Automation Congress; 20-22 Oct. 2017; Jinan, China; 2018.

19. Журавлев А.А. Высоковольтный резистивный делитель на базе литого микропровода в стеклянной изоляции на рабочие напряжения 6-24 кВ переменного тока промышленной // Проблемы региональной энергетики. 2008. №3. С. 104-117.

20. Denicolai M., Hällström J. A Self-balanced, Liquid Resistive, High Impedance HV Divider. Proceedings of the XIVth International Symposium on High Voltage Engineering; 25-

21. August 2005; Tsinghua University, Beijing, China; 2005. Paper J-05. Доступно по: http://www.saunalahti.fi/dncmrc1/wprobe/wprobe.pdf. Ссылка активна на 23 октября 2020.

22. Yongdong Li, Qing-da Meng, Po, Yang Zheyuan Zhao, et al. Analysis on the Influence Factors of Capacitor Voltage Transformer Dielectric Loss Measurement // Energy and Power Engineering. 2013. №5. pp. 1240-1242.

23. Воробьева Е.А. Совершенствование принципов выполнения адаптивных токовых и адмитансных защит от замыканий на землю в кабельных сетях 6-10 кВ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Иваново; 2018. Доступно по: http://ispu.ru/files/Avtoreferat_Vorobea_E.A..pdf. Ссылка активна на 23 октября 2020.

24. Petersen W. Der aussetzende (intermittierende) Erdschluss // ETZ. 1917. H. 37, 38.

25. Peters I.E. Voltage Induced by Arcing Ground // Tr. AIEE. 1923. P. 478.

26. Беляков Н.Н. Исследование перенапряжений при дуговых замыканиях на землю в сетях 6 и 10 кВ с изолированной нейтралью // Электричество. 1957. № 5. С. 31–36.

27. Пыжов В.К., Смирнов Н.Н. Системы кондиционирования, вентиляции и отопления. Москва, Вологда: Инфра-Инженерия, 2019. 528 с.

28. Погосян Х.П. Воздушная оболочка земли. Ленинград: Гидрометеорологическое издательство, 1962 291 с.

29. Шульгин А.М. Климат почвы и его регулирование. Ленинград: Гидрометеорологическое издательство, 1967. 302 с.

30. Горюнов В. Однофазное замыкание на землю. Можно ли решить проблему? // Новости электротехники. 2017. №2(104). Доступно по: http://www.news.elteh.ru/arh/2017/104/04.php. Ссылка активна на 23 октября 2020.

31. Шуин В.А., Гусенков А.В. Защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6–10 кВ. М:

32. НТФ «Энергопрогресс», 2001. 104 с.

Калькулятор делителя напряжения

| Правило делителя напряжения, формулы

Наш бесплатный калькулятор делителя напряжения определяет выходное напряжение для данные детали за доли секунды. Все, что вам нужно сделать, это заполнить выберите тип делителя, введите входное напряжение и другие необходимые параметры и нажмите кнопку расчета, чтобы легко воспользоваться результатом.

Калькулятор делителя напряжения: Изучите простые шаги для найти выходное напряжение делителя напряжения и его формулу. В противном случае, используйте наш удобный калькулятор делителя напряжения, который дает результаты вместе с подробными объяснениями легко и быстро. Читайте дальше, чтобы получить правило делителя напряжения, уравнения емкостного и индуктивного делителя напряжения и применения делителя напряжения в следующих разделах. Также, проверьте примеры вопросов и решений по делителю напряжения.

Схема делителя напряжения представляет собой простую схему, которая занимает более высокое напряжение и преобразует его в более низкое напряжение с помощью пары резисторы. Соотношение выходного и входного напряжения никогда не должно быть больше чем 1. Общая схема делителя напряжения представлена ​​здесь.

Здесь Z₁, Z₂ — импедансы. Импедансы могут быть сопротивлением R, емкость C или индуктивность L.

Основные типы делителей напряжения следующие:

• Резистивный делитель RR
• Емкостной делитель CC
• Индуктивный делитель LL
• Делитель RC и CR (фильтры RC, CR)
• Делитель RL и LR (фильтры RL, LR)
• Делитель CL и LC (фильтры CL, LC)

Правило делителя напряжения:

Делители напряжения — это ток, проходящий через несколько устройств соединены последовательно, но напряжение делится между ними в цепи. Делитель RR применим к цепям постоянного тока. Здесь импеданс можно рассматривать при нулевом удельном сопротивлении и работе емкости как зазор в схема.

Общая формула делителя напряжения для импеданса:

V₂ = Z₂ / (Z₁ + Z₂) * V₁

• Формула для делителя типа RR: V₂ = R₂ / (R₁ + R₁9) *0
• Формула делителя типа CC: V₂ = C₂ / (C₁ + C₂) * V₁
• Уравнение индуктивного делителя V₂ = L₂ / (L₁ + L₂) * V₁
• Для RC-фильтра формула делителя напряжения: |V₂| = |V₁ / (jωRC + 1)| = |В₁| / √((ωRC)² + 1)
• Делитель напряжения для цепи CR равен |V₂| = |jωRC / (jωRC + 1) * V₁| = ωRC / √((ωRC)² + 1) * |V₁|
• Для цепи RL |V₂| = |jωL / (R + jωL) * V₁| = ωL / √(R² + (ωL)²) * |В₁|
• Для схемы LR |V₂| = |R / (R + jωL) * V₁| = R / √(R² + (ωL)²) * |V₁|

Здесь V₁, V₂ — амплитуды сигналов.

Делитель напряжения может использоваться в потенциометрах, регуляторах уровня, показания резистивного датчика и многое другое.

Пример

Вопрос: Определить выходное напряжение схемы делителя напряжения сопротивления которых равны 18 Ом и 24 Ом, а входное напряжение равно 14 Ом. т.

Решение:

Учитывая, что

Сопротивления R₁ = 18 Ом, R₂ = 24 Ом

Входное напряжение V₁ = 14 В

Формула вольтажа для выходного напряжения: V₂ = R₂ / (R₁ + R₂) * V₁

В₂ = 24 / (24 + 18) * 14

= 8

Следовательно, выходное напряжение равно 8 В.

У Physicscalc.Com есть концепции как трение, ускорение под действием силы тяжести, давление воды, сила тяжести и многие другие вместе с соответствующими калькуляторами все под одной крышей.

1. Каковы преимущества делителя напряжения?

Делитель напряжения является идеальным методом смещения. Итак, привыкли сместить транзистор. Он может включать более одного вида напряжения разделитель.

---

2. Что означает делитель напряжения?

Делитель напряжения представляет собой основную электрическую цепь, которая может генерировать выходное напряжение для заданного входного напряжения. Его также называют потенциальный делитель.

---

3. Что такое правило делителя напряжения?

Ток, проходящий через различные элементы цепи, равен постоянны, но напряжение делится между ними. Точное значение напряжение в каждом элементе можно рассчитать по этому правилу. Он используется для решать простые схемы.

---

4. Какова формула делителя напряжения?

Формула для нахождения выходного напряжения при соединении двух резисторов последовательно V₂ = R₂/(R₁ + R₂) x V₁. Здесь V₁, V₂ — вход и выходное напряжение, а R₁, R₂ — сопротивления двух резисторов.

---

Калькулятор делителя мощности Wilkinson — все RF

Введите волновое сопротивление системы и отношение требуемой мощности на выходе для расчета полного сопротивления различных линий передачи, составляющих делитель мощности Wilkinson. Пример: Коэффициент мощности будет равен 1 для делителя с одинаковыми выходами на обоих портах.

Enter the Impedance and Power Configuration of the Divider

• Characteristic Impedance of the System (Z ₀ )
• Output Power Ratio (P _A / P _B )

Result

• Z ₁

  Ω

• Z ₂

  Ω

• Z ₃

  Ω

• Z ₄

  Ω

• R _w

  Ω

Формула для калькулятора делителя мощности Wilkinson

Что такое делитель мощности Wilkinson?

Делитель мощности Wilkinson использует четвертьволновые трансформаторы для разделения входного сигнала на два выходных сигнала с одинаковой фазой. Он также обеспечивает изоляцию между выходными портами при сохранении согласованного состояния на всех портах. Применяется в области СВЧ-техники.

Делитель мощности Wilkinson имеет три порта (показан ниже на рис.). Делитель мощности Уилкинсона разделяет входной сигнал от порта 1 на два выходных сигнала с одинаковой фазой (порт 2 и порт 3). Он обеспечивает изоляцию между выходными портами при сохранении согласованного состояния на всех портах.

Также он может работать в обоих направлениях, т.е. его можно использовать и как сумматор мощности для объединения сигналов, поступающих на порты 2 и 3, в один (выйдет на порт 1).

Идеальный двухпортовый делитель мощности Уилкинсона

Конструкция двустороннего делителя мощности Уилкинсона включает входную ветвь с волновым сопротивлением (Zo), два четвертьволновых трансформатора с полным сопротивлением 1,414 x Zo и резистор ( R) через порт 2 и порт 3, чтобы обеспечить согласование импеданса, а также изоляцию между выходными портами (2 и 3).