загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати з науки і техніки » Підсилювач генератора з ємнісним виходом

Підсилювач генератора з ємнісним виходом

Міністерство освіти Російської Федерації.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УНІВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ ТА РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ (ТУСУР)

Кафедра радіоелектроніки та захисту інформації (РЗИ)

 

УСИЛИТЕЛЬ ГЕНЕРАТОРА З ємнісного ВИХОДОМ

Пояснювальна записка до курсового проекту з дисципліни "Схемотехніка АЕУ"

 

 

Студент гр. 148-3

Д.А. Дубовенко

12.05.01

Керівник

Доцент кафедри РЗИ

А. А. Титов

 

2001

Реферат

 

 

У цій роботі розраховується широкосмуговий високочастотний підсилювач генератора з ємнісним виходом, а також коригувальні і стабілізуючі ланцюга.

Мета роботи - набуття навичок розрахунку номіналів елементів підсилювального каскаду, докладне вивчення існуючих коригувальних і стабілізуючих ланцюгів, вміння вибрати необхідні схемні рішення на основі вимог технічного завдання.

В процесі роботи були здійснені інженерні рішення (вибір транзисторів, схем корекції та стабілізації), розрахунок номіналів схем.

В результаті роботи отримали принципову готову схему підсилювального пристрої з відомою топологією і номіналами елементів, готову для практичного застосування.

Отримані дані можуть використовуватися при створенні реальних підсилюючих пристроїв.

Курсова робота виконана в текстовому редакторі Microsoft Word 2000 і представлена ??на дискеті 3,5 "(у конверті на звороті обкладинки).

 

Завдання

на курсове проектування за курсом "Аналогові електронні пристрої".

Тема проекту - Підсилювач генератора з ємнісним виходом.

Вихідні дані для проектування:

діапазон частот: 1МГц - 200МГц,

допустимі частотні спотворення: Мн = 3 дБ Мв = 3 дБ,

посилення: 15 дБ,

джерело вхідного сигналу: Rн =, Сг = 15 пФ,

вихідна потужність: 2 Вт,

навантаження: 50 Ом,

умови експлуатації: +10 С - +60 С.

Введення.

Основна мета роботи - отримання необхідних навичок практичного розрахунку радіотехнічного пристрою (підсилювача потужності), усуспільнення отриманих теоретичних навичок і формалізація методів розрахунку окремих компонентів електричних схем.

Підсилювачі електричних сигналів застосовуються у всіх областях сучасної техніки і народного господарства: в радіоприймальних і радіопередавальних пристроях, телебаченні, системах звукового мовлення, апаратури звукопідсилення та звукозапису, радіолокації, ЕОМ. Також вони знайшли широке застосування в автоматичних і телемеханічних пристроях, використовуваних на сучасних заводах. Як правило, підсилювачі здійснюють посилення електричних коливань, зберігаючи їх форму. Посилення відбувається за рахунок електричної енергії джерела живлення. Т. о., Підсилювальні елементи мають керуючими властивостями.

Пристрій, що розглядається в даній роботі, може широко застосовуватися на практиці. Прикладами може служити телевізійний приймач, система індикації радіолокаційної станції та інші пристрої індикації.

Пристрій має чимале наукове і технічне значення завдяки своїй універсальності і широкої сфери застосування.

2. Розрахунки

2.1. Визначення числа каскадів

Число каскадів визначається виходячи з технічного завдання. Цей пристрій має забезпечувати коефіцієнт посилення 15дБ, тому доцільно використовувати три каскаду, відвівши на кожен тільки по 5дБ, щоб підсилювач був стабільним. Також з трьома каскадами легше забезпечити запас посиленню потужності.

2.2. Розподіл спотворень амлітудно-частотної характеристики (АЧХ)

Виходячи з технічного завдання, пристрій повинен забезпечувати спотворення не більше 3дБ. Так як використовується три каскаду, то кожен може вносити не більше 1дБ спотворень в загальну АЧХ. Ці вимоги накладають обмеження на номінали елементів, що вносять спотворення.

2.3. Розрахунок кінцевого каскаду

2.3.1. Розрахунок робочої точки (енергетичний розрахунок)

Розглянемо дві схеми реалізації вихідного каскаду: резистивную і дросельну. Вибір тієї чи іншої схеми здійснимо на основі отриманих даних розрахунку. Критерій вибору - оптимальні енергетичні характеристики схеми. Також виберемотранзистор, що задовольняє вимогам завдання.

А) Резистивна схема

Схема резистивного каскаду наведена на малюнку 2.1 цього пункту.

Малюнок 2.1 - Схема кінцевого каскаду по змінному струму.

Зазвичай опір в ланцюзі колектора беруть порядку Rн. Розрахуємо енергетичні параметри. Напруга на виході підсилювача розраховується за формулою:

, (2.1)

де P-потужність на виході підсилювача, Вт;

Rн - опір навантаження, Ом.

Тоді. Ток транзистора обчислюється за формулою (2.2).

, (2.2)

де Rпер - опір ланцюга колектора по змінному струму, Ом.

Тоді.

Тепер можна визначити робочу точку:

Uке0 = U вих + Uостаточное = 16.5В, (2.3)

Iк0 = 1.1 * iТР = 0.62А.

Напруга Uке0 отримано за умови, що величина напруги Uостаточное, що знаходиться в межах від 2В до 4В, має значення 2.4В.

Напруга джерела живлення при цьому:

Еіп = Uке0 + Rк * Iк0 = 16.5В + 50 * 0.62В = 47.5В. (2.4)

Видно, що напруга живлення досить високе.

Навантажувальні прямі по постійному і змінному струму наведено на малюнку 2.2.

Малюнок 2.2 - навантажувальні прямі по постійному і змінному струму.

Розрахунок прямої по постійному струму здійснюється за формулою:

Еіп = Uке0 + Rк * Iк0. (2.5)

Iк0 = 0: Uке0 = Еіп = 47.5 В,

Uке0 = 0: Iк0 = Еіп / Rк = 47.5 / 50А = 0.95А.

Розрахунок прямої по змінному струму проводиться за співвідношенням:

,,

,.

Б) Дроссельная схема

Схема каскаду наведена на малюнку 2.3 цього пункту.

Малюнок 2.3 - Схема кінцевого некорректированного каскаду.

Розрахуємо енергетичні параметри за відомими формулами:

,

,

де Rн - опір навантаження по змінному струму.

Визначимо робочу точку:

Uке0 = U вих + Uостаточное (2.4В) = 16.5В

Iк0 = 1.1 * iТР = 0.31 А.

Напруга джерела живлення:

Еіп = Uке0 = 16.5В.

Видно, що напруга харчування значно зменшилася. Навантажувальні прямі по постійному і змінному струму наведено на малюнку 2.4.

Малюнок 2.4 - навантажувальні прямі по постійному і змінному струму.

Розрахунок прямої по постійному струму:

Еіп = Uке0

Розрахунок прямої по змінному струму:

,,

,.

Проведемо порівняльний аналіз двох схем.

Таблиця 2.1 - Порівняльний аналіз схем

Параметр

Еіп, В

Ррасс, Вт

Рпотр, Вт

Iк0, мА

Uке0, В

47.5

10.2

29.45

0.62

16.5

Дроссель

16.5

5.1

5.1

0.31

16.5

Потужності розсіювання і споживання розраховувалися за формулами:

, (2.6)

(2.7).

Таблиця наочно показує, що використовувати дросель в ланцюзі колектора набагато вигідніше з енергетичної точки зору. Тому далі будемо використовувати саме цю схему.

Вибір транзистора здійснюється виходячи з технічного завдання, за яким можна визначити граничні електричні і частотні параметри необхідного транзистора. Для даного завдання вони становлять (з урахуванням запасу 20%):

Ік доп> 1.2 * Iк0 = 0.372 А

Uк доп> 1.2 * Uке0 = 20 В ( 2.8)

Рк доп> 1.2 * Pрасс = 6.2 Вт

Fт = (3-10) * fв = (3-10) * 200 МГц.

Цим вимогам з достатнім запасом відповідає транзистор 2Т 916А [1], порівняльні довідкові дані якого наведено нижче:

Ік = 2 А - максимально допустимий постійний струм колектора,

Uке = 55 В - максимальне постійна напруга колектор-емітер,

Pк = 20 Вт - вихідна потужність при 1 ГГц,

Fт = 1.4 ГГц - гранична частота коефіцієнта передачі струму бази,

, постійна часу ланцюга зворотного зв'язку,

, статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з загальним емітером,

, ємність колекторного переходу,

, коефіцієнт передачі струму в схемі з загальною базою,

, ємність колекторного переходу, при напрузі колектор-емітер, рівному 10 В,

Lе = 0.35 нГн, індуктивність емітерного виходу,

Lб = 1 нГн, індуктивність базового виводу.

2.3.2. Розрахунок еквівалентних схем транзистора 2Т 916А

В даному пункті розрахуємо дві еквівалентні схеми заміщення транзистора: низькочастотну модель Джиаколетто [2] і високочастотну односпрямовану модель [2]. Отримані еквівалентні параметри знайдуть застосування в подальших розрахунках.

А) Модель Джиаколетто

Модель Джиаколетто представлена ??на малюнку 2.5.

Малюнок 2.5 - Еквівалентна схема Джиаколетто.

Для розрахунку використовуємо довідкові дані, виписані вище [1]. Перерахуємо ємність колекторного переходу на напругу 10 В:

, ємність колекторного переходу, розрахована при тому ж напрузі, що і постійна часу ланцюга зворотного зв'язку.

Елементи схеми розраховуються за формулами [2]:

, (2.9)

,

, (2.10)

, (2.11)

,

, (2.12)

, (2.13)

, (2.14)

.

б) Односпрямована модель

Односпрямована модель представлена ??на малюнку 2.6 цього пункту.

Малюнок 2.6 - Односпрямована модель.

Елементи моделі розраховуються на основі довідкових даних за формулами [2]:

, (2.15)

. (2.16)

2.3.3 Розрахунок схем термостабілізації

У цьому пункті проводиться порівняння ефективності використання різних схем термостабілізації транзистора вихідного каскаду: емітерний і активної колекторної. Схема термостабілізації підтримує значення постійного струму, поточного через транзистор, на певному, незмінному рівні при зміні зовнішніх факторів (температура). Схема емітерний термостабілізації наведена на малюнку 2.7.

Малюнок 2.7 - Схема емітерний термостабілізації.

Розрахунок номіналів елементів здійснюється за відомою методикою, виходячи із заданої робочої точки. На емітері повинно падати напруга не менше 3-5 В, щоб стабілізація була ефективною. Робоча точка:

Uке0 = 16.5В,

Iк0 = 0.31А.

Номінал резистора R е знаходиться по закону Ома:

. (2.17)

Ємність СЕ забезпечує безперешкодне проходження високочастотної складової емітерного струму. Розраховується за формулою:

. (2.18)

Тоді.

Потужність, що розсіюється на резисторі R е:

. (2.19)

Видно, що розсіює потужність значна. Це є певним недоліком, т.к. створює додаткові складності при практичному виконанні пристрою.

Енергетичний розрахунок проводиться за формулами:

. (2.20)

Номінали резисторів дільника розраховуються за формулами:

. (2.21)

Розрахунок схеми емітерний термостабілізації закінчений.

Схема активної колекторної термостабілізації підсилювального каскаду наведена на малюнку 2.8.

Малюнок 2.8 - Схема активної колекторної термостабілізації.

Як керованого активного опору обраний малопотужний транзистор КТ 316А із середнім

Сторінки: 1 2 3
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар