Расчет элементов и узлов аппаратуры связи. Технические требования к устройству. Расчет автогенератора

Страницы работы

Фрагмент текста работы

МИНИСТЕРСТВО РФ ПО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРИТЕТ

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ

Хабаровский филиал

КАФЕДРА ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ,

МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ И МЕТРОЛОГИИ

Курсовая работа

По Теории Электрических Цепей

Тема: «Расчет элементов и узлов

аппаратуры связи»

                                                     Выполнил: студент 2 курса ФДО

                                                                                    

                                                                                         Вариант 46

                                                                                             Гр. ХР-31

                                                                  Проверил: преподаватель

                                                                                     

Хабаровск 2005

1.  Техническое задание на устройство

Спроектировать устройство, вырабатывающее «сетку частот», т.е. набор гармонических колебаний заданных частот, и удовлетворяющее условиям, указанным в таблице 1.1. (Вариант, которому соответствует работа – сорок шестой. Сведения для остальных вариантов не приведены.)

Таблица 1.1 Технические требования к устройству

Заданные параметры

Обозначения и значения

Требования к автогенератору

1. Тип автогенератора

Схема рис.

2.Тип транзистора

VTавт =МП25 p-n-p

3. Частота генерации

fг=11,25 кГц

4. Напряжение питания

Uпит.авт.=10 В

5. Сопротивление в коллекторной цепи

Rк=0,5 кОм

Требования к нелинейному элементу

1. Тип нелинейного преобразователя

Схема рис.

2. Тип нелинейного элемента

VTнел=КП305И

3. Напряжение питания

Uпит.нел=10 В

4. Напряжение смещения

U0=-6,1 В

5. Напряжение на выходе

Um=4,63 В

Требования к электрическим фильтрам

1. Тип операционного усилителя

DAф= УД140

2. Напряжения питания

Uпит.ф.=

3. Набор выделяемых частот

f1, f

4. Выходное напряжение

Um вых.=1,7 В

5. Ослабление полезных гармоник (неравномерность ослабления в полосе пропускания)

∆А=1 дБ

6. Степень подавления мешающих гармоник (ослабление в полосе пропускания)

Amin=35 дБ

Требования к развязывающим и усилительным устройствам

1. Напряжение питания

Uпит.ус.=

2. Тип активного элемента

К140УД6


2.  Введение

В процессе самостоятельной работы требуется спроектировать широко распространенное в аппаратуре связи устройство, вырабатывающее так называемую «сетку частот», т.е. 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 для согласования входных и выходных сопротивлений устройств, а также уровней сигналов.


2.1  Расчет автогенератора

В качестве задающего генератора в работе используется схема на биполярном транзисторе с пассивной RC-цепью обратной связи(Рисунок 2.1)

В стационарном режиме работы автогенератора на частоте генерации  должны выполняться условия баланса фаз и баланса амплитуд:

где , - модули передаточных функций , ,

,  - аргументы этих передаточных функций.

Для заданной схемы сопротивление нагрузки равно Rк, поэтому

Такое приближенное равенство можно записать благодаря тому, что Ri<<Rн. Из этой формулы видно, что =, значит для выполнения условия баланса фаз необходимо, чтобы цепь обратной связи вносила сдвиг фаз, равный . Это будет выполнятся при равенстве нулю мнимой части знаменателя выражения :

Нетрудно получить, что мнимая часть знаменателя равна нулю при

Теперь можно записать, что

 

Таким образом, = и выполняется условие баланса фаз:


Рисунок 2.1 - Схема автогенератора


Рисунок 1.2 – Входная характеристика транзистора

Рисунок 1.3 – Выходная характеристика транзистора


Найдем теперь некоторые из параметров цепи. Руководствуясь тем, что Ср>>C выберу С=1 нФ, тогда можно рассчитать R:

кОм

При таком выборе С выполняется еще одно необходимое условие – Rк<<R. Далее из условия Ср>>C выберу Ср=1 мкФ, а из условия Rб>> Rк выберу Rб=58 кОм. Осталось определить амплитуду стационарного колебания на выходе генератора. Для этого нужно знать зависимость Sср от действующего значения uбэ. Эта зависимость Sср=F(uбэ) называется колебательной характеристикой. Её можно построить для заданного типа транзистора с учетом величин Uпит и Rк. Однако сначала рассчитаю среднюю крутизну.

Зная, что модуль передаточной функции на частоте обратной связи равен:

Можно из условия баланса амплитуд найти модуль передаточной функции прямой связи:

=29

Однако известно, что

Отсюда вычислим

Теперь необходимо найти проходную характеристику транзистора . Исходными характеристиками для её построения являются справочные данные зависимостей - входная характеристика транзистора (рисунок 1.2), и - выходная характеристика транзистора (рисунок 1.3). Построение осуществляется следующим образом. На семействе выходных характеристик транзистора проводится нагрузочная прямая через точки с координатами (0; Uпит) и (). В моем случае, учитывая, что  мА, это точки (0;10) и (20;0).

По точкам пересечения нагрузочной прямой с выходными характеристиками строится промежуточная характеристика . Для этих целей удобно составить таблицу (см. таблицу 1.1)

1.1  Зависимость тока коллектора от тока базы

iб, мкА

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

iк, мкА

2

4

6

8

10

11,8

13

14,5

16

17,3


Рисунок 1.4 – Зависимость тока коллектора от тока базы

Затем, используя полученную зависимость (рисунок 4.1) и входную характеристику (рисунок 1.2) определяют требуемую зависимость. Все необходимые данные для построения  приведены в таблице 1.2. Сама же проходная характеристика построена на рисунке 1.5.

              Таблица 1.2 Проходная характеристика транзистора

Uбэ, В

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

iб, мА

0,1

0,25

0,5

0,8

1,25

1,75

iк, мА

2

5

10

14,5

18

18

Для построения колебательной характеристики  предварительно определяют положение рабочей точки. Лучше всего задаться значением U0=0,2 В – это середина линейного участка проходной характеристики. Значения средней крутизны для различных амплитуд подаваемого напряжения u1 бэ можно определить по формуле:

 

где и - большее и меньшее значения тока коллектора при данном значении

Похожие материалы

Информация о работе