Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wzmacniacz OC. Jak mam wyliczyć rezystory RB i RE?

06 Gru 2006 14:04 9208 48
  • Poziom 21  
    Witam. Przeczytałem dużo artykółów z EDW ale nie zrozumiałem ich. Chciałbym sie dowiedzieć jak mam wyliczyć rezystory RB i RE oraz prądy na bazie i emiterze jeżeli napięcie zasilające wynosi 12v a wzmocnienie tranzystora 100?
  • Poziom 43  
    Witam,
    a wartość prądu emitera Ie to ile ma wynosić?
    Przecież od tego należy rozpocząć obliczanie punktu pracy dla tego układu, choć kiepskiego pod względem stabilności punktu pracy, lepszy pod tym względem jest z dzielnikiem rezystorowym w bazie.

    Pozdrawiam
  • Poziom 21  
    Prąd emitera wynosi Ie=20mA
  • Specjalista elektronik
    Radzę przeczytaj ta artykuły jeszcze raz, tam jest wszystko napisane.
    Ale zaczynimy od początku.
    Załóżmy ze chcemy Ie=20mA i dla uzyskania maksymalnej amplitudy sygnały wyjściowego napięcie na emiterze Ue równe 1/2Ucc czyli w naszym przypadku 6V i tranzystor o wzmocnienie Hfe=100A/A i Ube=0.6V

    Z drugiego prawa kirchhoffa możemy napisać takie oto równanie
    Ucc=Ib*Rb+Ube+Ie*Re
    I wiedząc ze Ie=Ic+Ib=Hfe*Ib+Ib=(Hfe+1)Ib czyli za Ie podstawiamy (Hfe+1)Ib
    mamy:
    Ucc=Ib*Rb+Ube+(Hfe+1)Ib*Re
    Skąd już można wyznaczyć Ib
    $$Ib=\frac{Ucc-Ube }{Rb+(Hfe+1)*Re}$$
    I z tego
    Ie=(Hfe+1)*Ib
    Ic=Hfe*Ib
    Lub od razu
    $$Ic=\frac{Hfe*(Eb-Ube )}{Rb+(Hfe+1)*Re}$$

    $$Ie=\frac{(Hfe+1)*(Eb-Ube )}{Rb+(Hfe+1)*Re}$$

    No dobra bierzmy się do projektowania
    Na początek obliczamy Re;
    Re=Ue/Ie=6V/20mA=300om
    Teraz obliczmy prąd bazy
    Ib=Ie/(Hfe+1)=20mA/101=198uA
    I teraz obliczamy napięcia na rezystorze Rb
    Ucc=URb+Ube+Ue czyli
    URb=Ucc-Ube-Ue=12V-0.6V-6V=5.4V
    Mam nadzieje ze to widać ze napięcia na rezystorze Rb wynosi właśnie 5.4V. bo napięcia na bazie wynosi Ub=Ue+Ube=6.6V a napięcia na rezystorze Rb to po prostu różnica napięci miedzy napięciem zasilania a napięciem na bazie.
    I teraz obliczamy wartość rezystora Rb
    Rb=URb/Ib=5.4V/198uA=27K
    I tak wyglądają uproszczone do minimum obliczenia
  • Poziom 21  
    Bardzo Ci dziękuję. Teraz już wszystko rozumiem. A jeszcze jak mam obliczyć te kondensatory na wejsciu i wyjsciu?[/code][/GVideo][/i]
  • Poziom 25  
    No właśnie wie ktoś od czego i jaki zależy pojemność tych kondensatorów, jak to sie liczy? przyda sie na przyszłość na elektronkie ;))
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Witam,
    PiM_FM napisał:
    No właśnie wie ktoś od czego i jaki zależy pojemność tych kondensatorów, jak to sie liczy? przyda sie na przyszłość na elektronkie ;))

    wartości pojemności na wejściu i wyjściu wyznaczają wartość sygnału o dolnej częstotliwości granicznej f, ponieważ, jak wiadomo, każdy kondensator ma wartość swej reaktancji odwrotnie proporcjonalną do częstotliwości, więc im ta częstotliwość mniejsza, tym reaktacja pojemnościowa jest większa.
    Ogólnie dolną częstotliwość graniczną wyznacza się z równości owej reaktacji Xc = 1/(2•Π•f•C kondensatora i sumarycznej rezystancji wejściowej, lub wyjściowej; R, czyli;
    Xc = R ==> 1/(2•Π•f•C = R, a stąd
    f = 1/(2•Π•R•C
    Dla tej właśnie częstotliwości spadek przenoszonego napięcia wynosi o √2 razy w porównaniu z wartością sygnału dla częstotliwości znacznie większych, gdzie wartość owej reaktancji jest, w porównaniu z rezystancją, do pominięcia.
    Jest to spadek w logarytmicznej skali względnej o 3dB.
    Należy jednak pamiętać, iż kiedy przyjmie się równą wartość częstotliwości granicznej dla kondensatora wejściowego i wyjściowego, to będziemy wtedy mieli do czynienia z sytucją połączenia łańcuchowego dwóch filtrów dolnoprzepustowych o jednakowej częstotliwości granicznej, czyli wtedy spadek wzmocnienia (przenoszenia) przemnoży się przez; √2•√2 = 2, a więc będzie to spadek o 6dB
    Dlatego też, przeważnie, dolną częstotliwość graniczną dla wejścia przyjmuje się mniejszą (przenajmniej o oktawę --> dwa razy) od dolnej częstotliwości granicznej wyjścia.
    Choć niekiedy korzystne jest przyjęcie równych wartości częstotliwości granicznych i wtedy spadek wzmocnienia jest nie o 3dB na oktawę (oktawa: wzrost/spadek częstotliwości o dwa razy), a dwa razy więcej, czyli o 6dB/oct

    Pozdrtawiam
  • Specjalista elektronik
    W praktyce obliczamy z tego wzoru
    C=0.16/(f*R)
    Gdzie F to częstotliwość graniczna
    A R to dla Cb rezystancja wejściowa wzmacniacza Rwe
    A dla Ce R to wartość rezystancji obciążenia RL
    Lub dla f=20Hz wzór uprości się jeszcze bardziej
    C[uF]=8/R[KΩ]
    I tak Rwe tego wzmacniacza wynosi
    Rwe= Rb||((hfe+1)*Re||RL)=27k||(101*300)=27K||30.3K=14.2K

    Gdzie || oznacza równolegle połączone rezystorów

    Dla częstotliwości granicznej F=20Hz daje wartość Cb równą:
    Cb=0.16/(20*14.2k)=0.16/284K=563nf=680nF
    Cb=8/14.2=0.563uF
    Kondensator Ce nie jesteśmy w stanie obliczyć bo nie znamy wartości rezystancji obciążenia RL. Ale powinna być większa od Re od 2 do 10 razy
    Do obliczenia Ce możemy przyjąć Re
    I wtedy mamy
    Ce=0.16/(20Hz*300)=0.16/6K=26uF=47uF (Ce=8/0.3=26uF)
    zgodnie z zaleceniem kolegi Quarza
  • Poziom 25  
    No jak "chłopcy z eleki" coś napiszą to zrozumiałe to jest:) nie to co lekcje elektroniki. proponował bym założyć post i pozbierać tam cała dobrze wyłożoną teorie...
  • Poziom 21  
    A jak w obwodzie bazy dam dzielnik napięcia to jak mam wyliczyć te rezystory?
  • Specjalista elektronik
    Obliczenia przebiegają bardzo podobnie.
    Niech nadal mamy Ie=20mA Hfe=100A/A Ube=0.6V i nasze wyliczone Re=300om
    Teraz obliczamy napięcie na bazie tranzystora które wynosi Ub=Ue+Ube=6.6V
    I teraz wystarczy dobrać dzielnik napiec który właśnie daje na wyjściu 6.6V.
    Niech górny rezystor będzie R1 a dolny czyli miedzy bazę a masę R2.
    Prąd płynący przez dzielnik powinien być większy 5 do 10 razy lub więcej, nisz prąd bazy.
    Dla Ie=20mA i Hfe=100 prąd bazy będzie wynosić IB=Ie/hfe=0.2mA
    Prąd dzielnika napiec powinien być większy niż 1mA.
    Ja przyjąłem do obliczeń prąd dzielnika równy 1mA Idz=Ucc/(R1+R2)
    I z tego R=12V/1mA=12K
    I teraz możemy obliczyć R1 i R2 ze stosunku rezystorów R1/R2 musi być równy stosunek napiec na tych rezystorach czyli, około (5.4V/6.6V) 0.818 do jednego.
    I teraz obliczamy R2=12K/(0.818+1)=6.6K=6.8K
    R1=12K-6.8k=5.2K=5.1K
    Lub inaczej
    R2=Ub/Idz=6.6V/1mA=6.6k ale ze nie ma takiej rezystancji
    To można to zrobić tak
    Wybieramy najbliższa wartość rezystora na 6.2K
    I liczymy Idz=Ub/R2=6.6V/6.2k=1mA
    I liczymy R1=(Ucc-Ub)/(Idz+Ib)=(12V-6.6V)/(1mA+0.2mA)=5.4V/1.2mA=4.5K=4.7K
    Teraz zmienni się wartość Rwe=(R1||R2)||[(hfe+1)*Re]
    I tak by wyglądały uproszczone obliczenia.
  • Poziom 21  
    Jeżeli teraz dodam kolejny stopień to zaczynam liczyć od rezystencji Re2( rezystora emiterowego drugiego tranzystora) a poźniej co dalej mam liczyć?
  • Specjalista elektronik
    A po co chcesz wstawiać jeszcze jedne tranzystor w układzie OC.
    Przewiesz OC nie wzmacnia napięcia
  • Specjalista elektronik
    Jednak musisz podąć wzmocnienie większe od jedności.
    Bo przypominam układ WK (OC) ma wzmocnienie napięciowe nie większe niż 1V/V.
    Więc jakie ma być wzmocnienie układu We i WB tego nie wiem.
    I bez tego nie mogę przeprowadzić obliczeń
  • Poziom 21  
    Więc wzmocnienie będzie 10.
  • Specjalista elektronik
    Podałeś bardzo małe wzmocnienia równe 10V/V to dla nie utrudniana sobie sprawy dodałem jeszcze rezystor w emiterze Re, który wprowadza nam dodatkowy stopień swobody.
    Oczywiście można by było obliczyć dla twojego schematu, ale przy wzmocnieniach nie większych niż 100V/V dla swobody dodaje się rezystor Re.
    Zresztą i tak brakuje nam parametrów do obliczeń bo nie podąłeś ile wynosi rezystancja obciążenia i ile wynosi wartość rezystancji źródła sygnału.
    No ale bierzmy się za obliczenia.
    Założenia wstępne.
    Uzas=12V; Ku=10V/V; Ube=0.65V/V; Hf=200A/A
    Skoro nie podąłeś wartości rezystancji obciążenia RL, to możemy przyjąć dowolna wartość Rc.
    Normalnie dobieramy Rc=RL/(3...10)
    Ja wybrałem Rc=1K
    Teraz obliczamy Ic=0.5Uzas/Rc=6V/1K=6mA
    Re wybieramy ze względu na wzmocnienie Ku=Rc/Re
    Re=Rc/ku=100om
    Prąd emitera równy 6mA wywoła na Re spadek napięcia rowy 0.6V.
    Prąd bazy będzie wynosił Ib=Ic/hfe=6mA/200=30uA.
    Napięcie na Rb=Rb1+Rb2 będzie wynosić URb=Uc-Ue-Ube=6V-0.6V-0.65V=4.75V
    Rb1+Rb2=4.75V/Ib=5.4V/30uA=160K
    I wybieramy Rb1=Rb2=160K/2=82K
    Kondensatory obliczamy tak samo z tych samych wzorów.
    Poczytaj sobie te posty
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic441240.html
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic485380.html
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic389274.html
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic389274.html
    http://www.edw.com.pl/pdf/k01/42_09.pdf
    Co do układu WB to uzbrojony w tą cała wiedzę spróbuj sam obliczyć potrzebne wartości rezystorów. Wszystkie wzory przecież już znasz
  • Poziom 21  
    Tyle policzyłem sam jednak nie potrafię wyliczyć rezystorów w dzielniku. Czy to co policzyłem jest poprawne?
    Założenia Uzas=12V Ku=100V/V Ube=0,6V Hfe=100A/A RL=1K
    Rc=RL/(3…10)
    Rc=200Ω
    Ic=0,5Uzas/Rc=6V/200Ω=300mA
    Re=Rc/Ku=200Ω/100=2Ω
    Ib=Ic/Hfe=300mA/100=3mA
    Ie=(Hfe+1)*Ib=101*3mA=303mA
    Ure=Ic*Re=300mA*2Ω=0,6V
    Ub=Ure+0,6V=0,6V+0,6V=1,2V
    URb2=URe+0,6V=0,6+0,6V=1,2V
    Urb1=Uzas-URb2=12V-1,2V=10,8V
    Idz=(5…10)*Ib=30mA
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    Przy tak małej wartości RL takie proste wzmacniacze jedno tranzystorowe za bardzo się nie nadają. Trzeba by było np. dodać jeszcze jeden tranzystor pracujący w układzie WK.
    No dobra ale dokończmy twoje obliczenia
    RB1=URb1/I(dz+Ib)=10.4V/33mA=315=300om
    RB2=URb2/Idz=1.2V/30mA=40=39om

    Jak widzisz wyszły bardzo małe wartości i duże prądy.
    Dlatego w rzeczywistości konstruktor musi iść na kompromis, nic za darmo.
    Szczególnie ze z jednego tranzystora dużo nie wydusimy.

    Można to zrobić trochę inaczej np. tak
    Wybieramy Rc=1K i RL=1K; Ku=100V/V
    Teraz wybieramy prąd kolektora ze względu na wzmocnienie.
    Wzmocnienie wzmacniacza będzie wynosić Ku=(Rc||RL)/re
    Gdzie re=26mV/Ic
    re=500/100=5om
    Ic=26mV/5=5.2mA
    Re=1.1V/Ic=220om
    Ib=5.2mA/100=52uA
    URe=1.1V
    Ub=1.7V
    URb2=1.7V
    URb1=10.3V
    Idz=(2...30)Ib=260uA
    Rb2=1.7V/260uA=6.5k=6.8K
    Rb1=10.3V/(Idz+Ib)=10.3V/312uA=33K

    Oczywiście w takim przypadku tracimy na amplitudzie wyjściowej, ale za to pracujemy z mniejszymi prądami i możemy zastosować tranzystor małej mocy co w twoim wypadku nie jest możliwe Ic=300mA.
    Ale jak widzisz nic za darmo. Nie jest możliwe uzyskanie w tak prostym schemacie jednocześnie dużego wzmocnienia niskiej wartości Rwy i wysokiej Rwe.
    Dlatego w praktycznych układach stosujemy znacznie więcej tranzystorów we wzmacniaczach.

    Aha wzmocnienie wzmacniacza WB wynosi własne Ku=Rc/re no chyba ze damy rezystor w emiterze tak ja tu na rysunku 5 i wtedy Ku=Rc/(re+Re1)
    http://www.edw.com.pl/pdf/k01/43_08.pdf
  • Poziom 16  
    jony napisał:

    No dobra bierzmy się do projektowania
    Na początek obliczamy Re;
    Re=Ue/Ie=6V/20mA=300om


    ma pytanie, czy Ue w tym wzorze to to same co Uce które mam odczytac z charakterystyki wyjsciowej?
  • Specjalista elektronik
    Ue to napięcie na emiterze.
    I żadna charakterystyka wyjściowa nie jest ci potrzebna do projektowania. To ty jako "konstruktor" wybierasz sobie Uce a w przypadku wtórnika Ue.
    Tobie z noty katalogowej potrzebne jest Hfe_min i Ube i wartości maksymalne jak i czasami rozrzut produkcyjny czy też wpływ temperatury
  • Poziom 16  
    chodzi o to ze sam sobie wybieram punkt pracy? co z prądem emitera Ic?
  • Specjalista elektronik
    Tak sam sobie wybierasz punkt pracy czyli Uce i Ic.
  • Poziom 16  
    aha, czyli w przypadku OC nie mam Uce tylko Ue, tak? czy miedzy Ue a Ic jest jakas zaleznosc?
  • Specjalista elektronik
    Bushu591 napisał:
    aha, czyli w przypadku OC nie mam Uce tylko Ue, tak?

    Tak

    Bushu591 napisał:

    czy miedzy Ue a Ic jest jakas zaleznosc?

    Hmm, widzę że nie za bardzo rozumiesz jak działa tranzystor i jakie zachodzą w nim zależności.
    Ue - to napięcie na emiterze i jak mamy rezystor Re to
    Ue=Ie*Re≈Ic*Re
    Bo przecież
    Ie=Ic+Ib≈(β+1)*Ib≈Ic
  • Poziom 16  
    wiem jak dziala tranzystor, jednak do tej pory nie spotkalem sie z czyms takim jak Ue. Zawsze mialem Uce i Ic i te wartosci słuzyŁy mi do ustalania punktu pracy, wartosci te odczytywaŁem sobie z funkcji Uce do Ice- czyli z charakterystyki wyjsciowej ;] ;]
  • Poziom 13  
    Ue to jak już było napisane napięcie na emiterze,
    jeżeli jets rezystor to zachodzi warunek jak powyżej było napisane
    Ue=Ie*Re≈Ic*Re
    W układzie OC Ue=Uwy
  • Poziom 16  
    Ok, juz wszystko wiem. Przepraszam za utrudnianie... chcial bym sie dowiedziec jeszcze jak mając zaprojektowany wzmacniacz, mozna wyznaczyc Iwy.
  • Poziom 13  
    Sądzę że z Prawa Ohma I=U/R Mając już obliczone napięcie wyjściowe musisz znać impedancje odbiornika Z i wyliczysz z prawa Ohma dla prądu zmiennego
    Iwy=Uwy/Z
  • Poziom 16  
    no tak, ale wzmacniacz w ukladzie OC nie wzmacnia napiecia, To chyba znaczy ze na wyjsciu mam takie samo napiecie jak na wejsciu, czyli bardzo maŁe... Wydaje mi sie ze Iwy jest czescią prądu emitera (pozostała czesc plynie przez Re) nie wiem jak wyznaczy te czesc plynacą przez glosnik. Wiem tyle ze mozna pomnozy Iwe razy Beta, lecz musze znac Iwe. a jest jakis inny sposób?