Лекція 6

Тема: Розрахунок параметрів елементів схеми.

План

1. Вимоги до точності розрахунків.

2. Перелік елементів принципової схеми

3. Основне завдання розрахунку

4 .Розрахунок електронних схем

Література:

1. Воробьев Н.И. Проектирование злектронньїх устройств. - М.: Вьісшая школа, 1989.-

с. 70-79

Після вивчення теоретичного матеріалу за даною темою студенти повинні:

Знати вимоги до точності розрахунків та послідовність розрахунку;

Вміти виконувати розрахунки принципових схем.

1. Вимоги до точності розрахунків.

Розрахункові формули, що одержуються в результаті аналізу спрощеної ММС ЕП, виявляються наближеними, точність їх різна і залежить від характеру і кількості спрощень.

Оскільки точне значення визначаємої по формулі величини невідомо, похибку оцінюють, зіставляючи результати розрахунку і експерименту. Різниця в 1-5 % звичайно сприймається як свідоціво доброї ММС. Іноді, наприклад, при розрахунку втрат в магштопроводах, значень паразитних місткостей, індуктівностей, вважається прийнятною погрішність в 20 % і більш.

Проводячи розрахунки по наближених формулах, слід дотримувати правила наближених обчислень. Завжди необхідно пам'ятати про ту точність, яку потрібно або яку можна одержати. Абсолютно неприпустимо вести обчислення з великою точністю, якщо дані завдання не дозволяють або не вимагають цього.

Для визначення точності, з якою слід одержувати дані, необхідно знати погрішності, що вносяться наближеними розрахунковими формулами. У технічній літературі, що містить методи розрахунку ЕС, погрішності формул не указують. Це пов'язано з тим, що, з одного боку, точні значення величин, що розраховуються, невідомі і тому визначити аналітично похибці неможливо, а значення даних, що даються цими формулами (інших немає), найбільш близькі до точних. З іншого боку, дані розрахунку є початковими для макетування (або для аналізу і оптимізації на ЕОМ при автоматизованому проектуванні) і уточнюються експериментально на цій завершуючій стадії розробки ЗУ. Наявність стадії макетування дає вагомі підстави вважати, що точність розрахункових формул в середньому помітно нижче 1 %.

1.Необхідний запас вихідної напруги. Якщо розрахунок вести на задані 12В, то із-за розкиду параметрів ЗРЗ (мережевий трансформатор, дросель, могутні транзистори) при мінімальній напрузі мережі якась частина виготовлених ВІП не дасть необхідної напруги. Невиправдано великий запас збільшить номінальну потужність мережевого трансформатора, потужність, що розсіюється на регулюючому транзисторі, і у результаті понизить КПД, погіршить массогабарітниє показники і збільшить вартість ВІП. Проте при цьому підвищиться надійність, а отже, якість ВІП. Приймається 15 %-ньій запас, тоді Ших= 14 В.

2. Запас стабільності вихідної напруги приймається рівним 20 %, чому відповідають граничні відхилення вихідної напруги 0,4 %. Встановлення даного запасу зажадає застосування транзисторів з вищим коефіцієнтом передачі струму.

3. Максимальний струм навантаження приймається 6А, тобто з 20 %-вим запасом. Введення цього запасу зажадає в основному збільшення площі тепловідводу потужних транзисторів.

2 Перелік елементів принципової схеми

Дані про елементи принципової схеми, одержані в результаті електричного розрахунку і вибору тіпономіналов елементів, записують в перелік елементів. Перелік виконують у вигляді таблиці (рисунок 1) або на листі ватману із зображенням повної принципової схеми, або на листах формату А4 самостійним документом, який поміщають в записку, пояснення.

Зв'язок переліку з умовними графічними позначеннями елементів на схемі здійснюється через позиційні позначення елементів.

3. Основне завдання розрахунку

Основним завданням розрахунку є визначення значень електричних параметрів компонентів принципової схеми, що забезпечують її ефективну оптимізацію надалі. Таким чином, електричний розрахунок дає значення параметрів ЕРЕ, які на стадії оптимізації ЕС будуть уточнені.

Завдання розрахунку вважають вирішеною, якщо визначені номінальні значення параметрів всіх пасивних ЕРЕ, значення параметрів компонентів схем заміщення активних ЕРЕ, визначені типи ЕРЕ при значеннях вихідних параметрів, що гарантують працездатність ЕА у випадкових умовах її виробництва і експлуатації.

Рішення даної задачі далеко не єдине. Для будь-якої ЕС існує деяка безліч підмножин значень параметрів компонентів, що задовольняє технічні вимоги, що пред'являються до неї (ТТ). Множинність рішення витікає з тієї обставини, що параметри всіх компонентів входять в рівняння рівноваги - рівняння Кирхгофа - і варіації значень параметрів одних компонентів можуть бути компенсовані варіаціями значень параметрів інших компонентів при незмінних значеннях одних і змінних в допустимих межах значеннях інших вихідних параметрів. Звідси слідує також, що варіація значення параметра будь-якого компоненту схеми х в тій чи іншій мірі впливає на значення її вихідних параметрів у. Іншими словами, кожен вихідний параметр у(х) є функцією параметрів компонентів, створюючих вектор х. У окремих випадках у вектор X входять не всі параметри компонентів, а лише ті, значення яких можуть змінюватися. Такі параметри називають керованими. Наприклад, часто до керованих параметрів відносять тільки параметри пасивних компонентів, оскільки типи активних компонентів вибрані наперед.

Серед безлічі варіантів, що задовольняють ТТ, є деякий варіант, що найбільш задовольняє приватним критеріям оптимальності. Як відшукати цей варіант? Єдиний спосіб відшукання оптимального варіанту полягає в тому, щоб, розрахувавши один варіант і знаючи фізичний принцип дії ЗС, визначити керований параметр, зміна значення якого сприятливо відіб'ється на якості ЗС, і, задавши нове значення цьому параметру, розрахувати другий варіант.

4. Розрахунок електронних схем

Електричні розрахунки схем функціональних елементів в курсовому проекті виділяють у вигляді самостійних параграфів, які забезпечують короткими конкретними заголовками, що виносяться в зміст.

Після заголовка формулюють завдання розрахунку з вказівкою, що саме потрібно визначити при розрахунку. Перелік завдань розрахунку повинен бути конкретним, але узагальненим. Далі наводять початкові для розрахунку дані, причому, якщо яка-небудь величина з'являється в розрахунках вперше, дають її найменування. Ця вимога розповсюджується також на всі величини, що з'являються в процесі розрахунку.

Обов'язково повинна бути показана (ГОСТ 2.106-68) принципова електрична схема функціонального елементу, що розраховується. Позначення ЕРЕ встановлюють для кожної схеми незалежно з урахуванням місця їх знаходження в схемі (наприклад, Кк - резистор в ланцюзі колектора, Сб - конденсатор в ланцюзі бази транзистора і т. п.) або виконуваних функцій (наприклад, Корг - обмежувальний резистор, Сф - конденсатор фільтру і т.п.).

Принципову схему або її фрагменти допускається викреслювати в довільному масштабі, що забезпечує чітке уявлення про ланцюг, що розраховується.

Розрахунок приводять повністю. Окрім розрахункових формул повинні бути представлені використані при розрахунку характеристики напівпровідникових приладів і інші діаграми. Не слід приводити громіздкі таблиці, з яких запозичені дані, складні номограми, а також різного виду діаграми і таблиці загального застосування з математичних і електротехнічних довідників. У подібних випадках у відповідних місцях тексту повинні бути зроблені посилання на джерела запозичення.

Розрахунок рекомендується закінчувати складанням таблиць довільної форми, в яких наводяться вичерпні дані для резисторів і конденсаторів схеми. Для резисторів такими даними є: розрахунковий опір і розрахункова потужність розсіяння, тип резистора, номінальний опір, відхилення, що допускається, від номінального значення (у відсотках), номінальна потужність розсіяння. Для конденсаторів необхідно указувати:' розрахункову місткість, максимальну робочу напругу (з урахуванням аварійних режимів ланцюга), тип конденсатора, номінальну місткість, відхилення місткості, що допускаються, від номінального значення, номінальну робочу напругу.

Надалі відомості з цих таблиць будуть використані при розробці таблиці з переліком елементів повної принципової схеми.

Д/з: Вивчити теоретичний матеріал.