в процессе данной работы необходимо спроектировать широко распространенное в аппаратуре связи устройство, вырабатывающее так называемую “сетку частот”, то есть несколько гармонических колебаний. Подобное устройство содержит автогенератор, вырабатывающий исходное (задающее) колебание; нелинейный преобразователь, искажающий форму сигнала; набор активных фильтров, выделяющих требуемые гармоники, и масштабирующие усилители предназначенные для согласования входных и выходных сопротивлений устройств, а так же для поддержания необходимого уровня формируемого сигнала.

В качестве задающего автогенератора в работе используются схемы на биполярных транзисторах с пассивной лестничной RC-цепью обратной связи. При расчете автогенератора необходимо рассчитать: значения всех элементов схемы, амплитуду стационарного колебания на выходе генератора.

Нелинейный преобразователь строится на основе биполярных, полевых транзисторов или полупроводниковых диодах. Анализ схемы нелинейного преобразователя включает в себя аппроксимацию ВАХ нелинейного элемента и расчет спектрального состава выходного тока и напряжения.

В качестве активных фильтров используются активные полосовые RC-фильтры на основе операционных усилителях с полиномиальной аппроксимацией частотной характеристики полиномами Чебышева. Развязывающие (усилительные) устройства представляют собой масштабирующие усилители на интегральных микросхемах.

2.Расчет автогенератора.

2.1 Рекомендации по расчету автогенератора. В качестве задающего генератора в работе используются схемы на биполярном транзисторе с пассивной RC-цепью обратной связи Рис.1.

Возможно вы искали - Реферат: Терморезисторный эффект. Терморезисторы

Автогенератор собран на составном транзисторе VT1-VT2 для увеличения входного сопротивления транзистора по цепи базы.

При расчете RC-генератора необходимо руководствоваться следующими практическими соображениями. Сопротивление нагрузки выбирается так, чтобы выполнялось условие: R_к <<R (по крайней мере на порядок, то есть в 10 раз). Поскольку это сопротивление задано, то при выполнении расчетов нужно следить за тем, чтобы вычисленные значения сопротивлений R в цепи обратной связи удовлетворяли бы указанным условиям.

Существуют рекомендации и по выбору сопротивления базы R_б : R_б >>R. Подобный выбор удобнее делать после расчета значений сопротивлений R.

Емкости конденсаторов С цепи обратной связи обычно выбирают в пределах 100пФ÷1мкФ, а величину емкости разделительного конденсатора С_р - из условия: С_р >>С.

Похожий материал - Реферат: Конструирование изделий МЭ

2.2 Расчет автогенератора. RC-генератор выполнен по схеме изображенной на Рис.1, с использованием биполярного транзистора КТ301. Частота генерации fг = 100 кГц. Напряжение питания Uпит авт = 12В.

φ_ус (ω_г ),φ_ос (ω_г ) – аргументы передаточных функций φ_ус (jω),φ_ос (jω).

(3)

Из этой формулы видно, что φ_ус (ω_г )=π, значит для выполнения условия баланса фаз необходимо, чтобы цепь обратной связи вносила сдвиг фаз, равный π. Это будет выполняться при равенстве нулю мнимой части знаменателя выражения Н_ос (jω):

Отсюда получаем выражение для частоты генерации:

Найдем значения сопротивлений R и R_н , входящих в формулы для расчета ω_г и Н_ос (ω_г ). Входное сопротивление R_н составного транзистора:

где β – коэффициент усиления транзистора по току (для VT1);

Очень интересно - Реферат: Конструирование ПЛИС

R_бэ2 – входное сопротивление транзистора VT2.

Для определения β и R_бэ2 нужно выбрать рабочую точку транзистора.

Для этого вначале необходимо построить проходную характеристику транзистора i_к =F(u_бэ ) – зависимость действующего значения тока в выходной цепи от входного значения напряжения. В свою очередь, исходными для построения проходной характеристики являются входная характеристика транзистора i_б =F(u_бэ ) (Рис.2) и выходные характеристики транзистора i_к =F(u_кэ ) (Рис.3).

Вам будет интересно - Реферат: Курсовая: Основы стандартизации и функциональной взаимозаменяемости. Расчет размерных цепей

На семействе выходных характеристик транзистора КТ301 проводится нагрузочная прямая через точки с координатами (0,6) и (12,0). По точкам пересечения нагрузочной прямой с выходными характеристиками строится промежуточная характеристика i_к =F(i_б ) (Рис.4). Для этих целей удобно составить Таблицу 1.

По проходной характеристике определим положение рабочей точки, зададимся значением U_бэ0 =0,525В – это середина линейного участка проходной вольт амперной характеристики (Рис.5).

Из условия R>>R_к следует выбрать значение R≥10кОм. Но эту величину необходимо уточнить при дальнейшем расчете.

Похожий материал - Реферат: Технологический процесс изготовления микромодуля этажерочного типа применительно к серийному производству

На основании этой таблицы строим колебательную характеристику S_ср =F(U_бэ ) (Рис.6).

Для того чтобы по колебательной характеристике определить стационарное действующее значение U_бэ необходимо рассчитать значение средней крутизны в стационарном режиме S^* _ср .

Для этого расчетного значения Н_ос (ω_г ) средняя стационарная крутизна S^* _ср =14,2 мА/В (обозначена на Рис.6).