Расчет элементов и узлов аппаратуры связи

Министерство связи и массовых коммуникаций

Федеральное агентство связи

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

кафедра ТЭЦ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу ОТЦ

тема: Расчет элементов и узлов аппаратуры связи

Выполнил студент

группы М-91

Дудник Р.В

Проверил:

Черных Ю.С

Новосибирск 2011

ВВЕДЕНИЕ

В четвертом семестре обучения элементом аттестации студентов по курсу «Теория электрических цепей» является курсовая работа.

Цель ее – проверить знания, навыки и умения студентов по фундаментальной и общетехнической подготовке. Для успешного выполнения работы нужно хорошо знать материалы дисциплин «Высшая математика», «Цифровая и вычислительная техника», «Техническая электроника» и «Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника».

В процессе работы необходимо спроецировать широко распространенное в аппаратуре связи устройство, вырабатывающее так называемую «сетку частот», т.е. несколько гармонических колебаний. Такое устройство содержит автогенератор, вырабатывающий исходное 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.

где   АГ – автогенератор – блок, который вырабатывает гармонические колебания с частотой  f_ген;

МУ1 – масштабный усилитель 1, производит развязку сопротивлений и преобразование напряжения от выхода автогенератора ко входу нелинейного преобразователя;

НП – нелинейный преобразователь – искажает гармонические колебания, чтобы в спектре появились дополнительные гармоники;

МУ2 – масштабный усилитель 2, служит повторителем производит развязку по сопротивлениям;

ПФ1 – полосовой фильтр 1 – выделяет вторую гармонику;

ПФ2 – полосовой фильтр 2 – выделяет третью гармонику;

МУ4, МУ5 – масштабные усилители – преобразуют напряжение до требуемого выходного напряжения;

БП – блок питания;

Техническое задание на устройство

Спроектировать устройство, вырабатывающее «сетку частот» и удовлетворяющее условиям таблицы 1.

Таблица 1 – Технические требования к устройству

Заданные параметры

Обозначения

Требования к автогенератору 1.  Тип автогенератора 2.  Тип транзистора 3.  Частота генерации 4.  Напряжение питания 5.  Сопротивление в коллекторной цепи Требования к нелинейному элементу 1.  Тип нелинейного преобразователя 2.  Тип нелинейного элемента 3.  Напряжение питания 4.  Напряжение смещения 5.  Напряжение на входе Требования к электрическим фильтрам 1.  Тип операционного усилителя 2.  Напряжение питания 3.  Набор выделяемых частот 4.  Выходное напряжение 5.  Ослабление полезных гармоник 6.  Степень подавления мешающих гармоник Требования к развязывающим и усилительным устройствам 1.  Напряжение питания 2.  Тип активного элемента

Схема а 2Т658А 11.5 кГц 8В 0.4кОм Схема а КТ203А 0.8В -2В 2.8В К140УД6 15В f2, f3 4.3В 1дБ 28дБ 15В К140УД6

1.   Расчет автогенератора

В качестве задающего генератора в работе используются схемы на биполярном транзисторе с пассивной RC-цепью обратной связи.

Рисунок 1.1 – Схема автогенератора

При расчете RC-генератора необходимо руководствоваться практическими соображениями. Сопротивление нагрузки выбирается из условия: R_k<<R; сопротивление базы подчиняется условию: R_б>>R; емкости конденсаторов С цепи обратной связи обычно выбирают в пределах от 100пФ до 1 мкФ, а величину емкости разделительного конденсатора С_р из условия: С_р>>C.

В отличие от напряжения питания активного элемента, которое приведено в исходных данных, напряжение смещения U₀, задающее положение рабочей точки на проходной вольтамперной характеристике (ВАХ) транзистора i_к=F(U_бэ), выбирается самостоятельно.

В стационарном режиме работы автогенератора на частоте генерации ω=2πf_г должны выполняться условия баланса амплитуд и баланса фаз:

H_ус(ω_г)* H_ос(ω_г) = 1                  (1.1)

φ_ус(ω_г) + φ_ус(ω_г) = 2π

где   H_ус(ω_г), H_ос(ω_г) – модули передаточных функций H_ус(jω) и H_ос(jω);

φ_ус(ω_г), φ_ос(ω_г) – аргументы этих передаточных функций;

Для выполнения условия баланса фаз необходимо, чтобы цепь обратной связи вносила сдвиг фаз, равный π. Отсюда получим выражение для частоты генерации:

где  R – внутреннее сопротивление активного элемента, Ом;