Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

темах телемеханики для образования несущей частоты при передаче амплитудно и частотномодулированных сигна

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-03-30

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 20.5.2024

Вступление

Возможная область применения RC-автогенераторов

RC-автогенераторы применяются для получения гармонических колебаний заданной частоты, в радиопередающих устройствах. Они используются на низких частотах вплоть до единиц герц. Проектируемый автогенератор может использоваться в радиоэлектронных устройствах в качестве генератора сигналов звукового диапазона.

Автогенератор используется в системах телемеханики для образования несущей частоты при передаче амплитудно- и частотно-модулированных сигналов по каналам связи, работающим, как правило, в тональном спектре частот.

Обоснование и выбор активных элементов.

Выбор принципиальной схемы на транзисторах обусловлен  несколькими причинами:

  1.  При проектировании мощных усилителей особое внимание уделяется КПД, наряду с малыми нелинейными искажениями. Характерной особенностью мощных каскадов является их работа на низкоомную нагрузку.
  2.  Лампы недолговечны, их параметры меняются со временем.
  3.  Использование микросхем не представляется целесообразным в связи с высокой стоимостью подобных автогенераторов.

Обоснование и выбор блок-схемы.

К автогенераторам относятся устройства, преобразующие энергию источника постоянного тока в переменный ток или напряжение определенной частоты и формы.

В RC- автогенераторах применяются частотозависимые или фазирующие цепи RC-типа. Мы  будем использовать цепь Вина, которая образует ПОС.

Блок-схема рассчитываемого автогенератора может быть представлена в следующем виде:

Данная схема состоит из:

  •  Источника питания (на схеме не обозначен).
    •  Цепь Вина (ЦВ) используется как частотозадающая цепь.
    •  Эмиттерные повторители  - предназначены для согласования выходного сопротивления предыдущего каскада с входным сопротивлением последующего.
    •  Усилители напряжений предназначены для увеличения входной мощности, а также обеспечения баланса фаз и амплитуд.
    •  Аттенюатор служит для плавной и ступенчатой регулировки уровня выходного напряжения.
    •  Усилитель мощности (выходной каскад) предназначен для обеспечения заданной мощности на заданном сопротивлении нагрузки.

Выбор режима работы

Мощный выходной каскад является основным потребителем энергии. Он вносит основную часть нелинейных искажений. Поэтому при выборе в проектировании обратим внимание на КПД и величину нелинейных искажений.

Наиболее подходящим является режим «А».  В нем являются наименьшими нелинейные искажения по сравнению с другими режимами работы. Но КПД составляет уровень 35-45%. Режим «В» имеет КПД около 50-60%, в то время как уровень нелинейных искажений является чересчур большим.

Выбираем режим работы «А».

Заданные значения:

Расчет автогенератора.

Расчет усилителя мощности

Начнем с расчета усилителя мощности в режиме «А».

Определим амплитудные значения тока и напряжения на нагрузке:

Определим допустимую мощность:

Определим постоянное напряжение на выходных транзисторах VT12, VT13.

U0 – запас, исключающий попадание рабочей точки в область насыщения. У различных транзисторов он колеблется от

Примем Ек=55 В

По рассчитанным и заданным параметрам выбираем транзисторы VT12 и VT13.

Транзисторы типа КТ943В n-p-n

           

Определим токи покоя транзисторов VT12 и VT13:

A

Определим величину резисторов защиты:

Определим ток покоя транзистора VT10 и VT11

Определим постоянное напряжение на транзисторах VT10 и VT11:

Определим мощность, рассеиваемую на транзисторе VT10:

Выбираем транзисторы VT10 и VT11:

VT10:  КТ815В

  

VT11: КТ814В

 

Определим напряжение смещение :

Определим ток покоя VT9

тогда

Определим R34+R35

Определим мощность, рассеиваемую на транзисторе VT9:

Выберем VT9: КТ503Д

Выберем R34>>Rн

Определим коэффициент передачи на транзисторах VT10-VT13:

Проверим правильность выбора транзистора VT9:

Определим входное сопротивление:

Для предварительного каскада:

Ом

Найдем входное сопротивление VT9:

Определим коэффициент усиления:

Коэффициент усиления всего каскада:

Выбираем ток базового делителя VT9:

Определим резистор делителя:

Ом

Выберем резисторы из условия R40>Rн. Также R33 не должно слишком маленьким из-за влияния на емкость С21.

Определим падения напряжений на резисторах:

Определим мощности на этих резисторах:

Рассчитаем напряжения на конденсаторах:

Расчет отрицательной обратной связи:

Рассчитаем входное сопротивление выходного каскада:

Рассчитаем эквивалентное сопротивление:

Определим коэффициент усиления с отрицательной обратной связью:

Расчет эмиттерного повторителя.

Определим начальные параметры.

Нагрузкой же будет являться входное сопротивление предыдущего каскада:

Итак, определим параметры транзистора VT8:

VT8: KT301A

Руководствуясь полученными значениями, определим значение тока базы:

Определим падение напряжения на R29:

Определим параметры VT7:

B

VT7: KT301A

Определим значение тока базы транзистора VT7:

Определим значение тока делителя:

Определим значение R29:

Найдем значение R28. Для уменьшения влияния сопротивления делителя целесообразно принимать его достаточно большим. Но чрезмерное увеличение может привести к уменьшению стабильности.

B

Определим неизвестные нам резисторы:

Расчет по переменному току.

Входное сопротивление транзистора VT7:

Предположим, что, так как транзистор КТ301А – маломощный. Такое же условие будем применять ко всем транзисторам, используемым в курсовом проекте.

Определим коэффициент передачи повторителя транзистора VT8:

Аналогичным образом определим коэффициент передачи повторителя транзистора VT7:

Определим общий коэффициент повторителя.

Найдем общее входное сопротивление повторителя:

Определим мощности резисторов:

Расчет аттенюатора.

                                           

В техническом задании нам дан аттенюатор с следующими ослаблениями:

0;      -0.695; -6.95;    -13.9; -55.6.

Разобьем на участки:

(-55.6; -13.9);

(-13.9; -6.95);

(-6.95; -0.695);

(-0.695; 0).

Примем R25=750 Ом, чтобы получался не слишком большой разброс между крайними значениями резисторов .

  1.  Диапазон (-55.6; -13.9).

  1.  Диапазон (-13.9; -6.95).

Используя вычисления, проделанные в предыдущем пункте, прорешаем все последующие диапазоны.

  1.  Диапазон (-6.95; -0.695).

  1.  Диапазон (-0.695; 0).

Рассчитаем падения напряжений на резисторах.

B

Вообще, U25 – напряжение, меняющееся в зависимости от ситуации. Максимальное напряжение на резистор R25 будет в случае закоротки остальных сопротивлений.

В других случаях U25 можно найти по формуле:

Рассчитаем мощности:

Расчет эмиттерного повторителя на транзисторах VT5 и VT6.

Определим начальные параметры повторителя.

Ом

Определим параметры транзистора VT6

Определим по этим параметрам транзистор VT6: KT301A

VT5: KT301A

Примем R19=10000 Ом

Определим падения напряжений на резисторах.

Определим неизвестные значения резисторов:

Расчет по переменному току

Определим коэффициент передачи повторителя:

Определим

Общее входное сопротивление повторителя:

Мощности, рассеиваемые на резисторах.

Расчет цепи Вина.

Входное сопротивление моста Вина определяется по формуле:

На частоте квазирезонанса .

,

Выходное сопротивление моста Вина:

На частоте квазирезонанса: 

Нагрузкой моста Вина будет повторитель на транзисторах VT1 и VT2.

Предположим, что ,

тогда:

Таким образом, входное сопротивление цепи Вина:

Выходное сопротивление цепи Вина:

Разделим данный нам диапазон частот на три части.

1.

Рассчитаем емкости:

2.

Рассчитаем емкости:

3.

Рассчитаем емкости:

Входное напряжение на цепи Вина равно входному напряжению на эмиттерном повторителе.

Выходное напряжение на цепи Вина:

Ток в цепи Вина равен:

Напряжение на резисторах:

B

Рассчитаем мощности на резисторах:

Расчет нелинейной отрицательной обратной связи.

Нелинейный элемент вводится в схему для ограничения  амплитуды и стабилизации ее. Уменьшает коэффициент усиления. Также предохраняет транзисторы от попадания в граничный режим (что приводит к появлению нелинейных искажений).

Выберем в качестве нелинейного элемента лампу накаливания.

С помощью Ом-амперной характеристики найдем сопротивление:

Найдем сопротивление связи – R12

Найдем сопротивление обратной связи:

Расчет элементов усилителя напряжения.

                                     

Поскольку усилитель напряжения работает на нагрузку, а нагрузкой для него являются: входное сопротивление эмиттерного повторителя, входное сопротивление моста Вина и входное сопротивление ООС, то:

A

A

Примем

Принимаем R15 – за сопротивление коллектора.

Примем

Определим Iкнач иUкнач.

Рассчитаем допустимую мощность:

Определим транзистор VT4: KT201Г

Определим значения резисторов R13 и R14:

300

663.261

Сопротивление цепи эмиттера:

80.667

Проведем расчет по переменному току.

Расчет усилителя на VT3.

                          

0.000213A

2.002B

0.00103A

Зададим значение  и найдем :

Определим

2.269

Примем

=0.9B

2.911B

Определим  и

=0.00089A

2.116B

Определим мощность, по которой будем выбирать транзистор VT3

0.00186Bm

VT3: KT201Г

0.0000127A

0.000127A

12600

52970

13000*0.000127=1.651B

56000*(0.000127+0.0000127)=7.823

6800*0.00089=6.052B

1300*0.00089=1.157B

Ток через R12:

0.00089+0.0004=0.00129A

0.00129*1300=1.677B

0.00129*1.677=0.00216Bm

Расчет по переменному току.

27.695Ом

300+(27.695+442.132)*(1+70)=33660Ом

208.513Ом

3.94

0.44

0.022

8033Ом

Расчет повторителя на VT1, VT2

                           

0.00000274A

Пусть , тогда

1.502

0.002A

Рассчитаем напряжение на

6.3-1.502=4.798B

0.00000247+0.002=0.002002A

0.002002*4.798=0.00969Bm

Выберем транзистор VT 2     - KT302A:

Транзистор VT1: КТ302Б

Вычислим

Выберем ток делителя

Ток, протекающий через R7:

0.002022A

Пересчитаем U7

B

Определим величины резисторов R5 и R4

Пересчитаем напряжения на этих резисторах

B

Посчитаем мощности

Расчет по переменному току

Емкость

Определим

Определим величину сопротивления

1001Ом

=

Определим входное сопротивление повторителя:

Расчет конденсаторов.

  1.  Расчет разделительных конденсаторов.

Значения емкостей рассчитываются исходя из того, сколько на них приходится частотных искажений.

Пусть на последний конденсатор приходится половина, остальные распределены равномерно.

0.0000000504Ф

Примем

=0.00000312Ф

Примем

0.00000358Ф

Примем

0.0000128Ф

Примем

0.000000162Ф

Примем

0.0000322Ф

Примем

0.000000325Ф

Примем

0.000114Ф

Примем

2.076B

0.021Ф

Примем

0.0000375Ф

Примем 

7.711B

  1.  Расчет конденсаторов.

Определим величину емкостиС6

0.0000155Ф

Примем 

Определим величину емкости С9

0.0000506Ф

Примем 

Определим величину емкостиС11

0.000414Ф

Примем 

Определим величину емкости С13

0.00000527Ф

Примем  

Определим величину емкости C16:

Примем

Определим величину емкости С19:

Примем

Определим величину емкостиC20:

0.000373Ф

Примем

Найдем емкость С21

Примем

Определим величину емкости С22:

0.000103Ф

Примем

Расчет радиаторов.

Нам необходимо рассеять мощность на тех транзисторах, где она превышает 1,5 Вт.

Таких транзисторов 4:

VT10 (KT815B), VT11 (KT814B), VT12, VT13 (KT943B).

Рассчитываем площадь радиаторов.

-коэффициент теплоизлучения от теплоотвода в окружающую среду

- тепловое сопротивление перехода-среда

- температура среды, =25°С

- температура p-n перехода

Расчет искажений на высоких частотах

  1.  Искажения, вносимые усилителем мощности:

1.0000033

  1.  Искажения, вносимые предварительным каскадом на VT9

1.000567

  1.  Искажения, вносимые усилителем напряжения на VT4

1.000032

  1.  Искажения, вносимые усилителем на VT3

1.000031

1.0000033*1.000567*1.000032*1.000031=1.00063

Значение коэффициента в пределах допустимого.

    

    , где

0.0000000449

0,000006*(680+143.223)=0,00494с

0,0000002*(390+143,223)=0,000107с

0.0000001

 

Можно составить таблицу значений АЧХ

Для нижних частот

f

w

Kn

1

6.283

0.0031

5

31.416

0.076

10

62.832

0.296

20

125.664

1.052

30

188.496

2.039

40

251.327

3.106

50

314.159

4.19

100

628.319

9.473

250

1571

24.391

500

3142

47.178

1000

6283

82.379

1500

9425

105.332

Для верхних частот

f

w

Kв

9000

56550

148,115

10000

62830

148,054

50000

314200

140,972

100000

628300

124,031

150000

942500

105,716

250000

1571000

77,199

500000

3142000

43,237

100000

6283000

22,342

1500000

9425000

14,989

2500000

15710000

9,023

5000000

31420000

4,518

10000000

62830000

2,26

Для расчета ФЧХ воспользуемся формулами:

f

w

1

6.283

3.11

10

62.83

2.834

50

314.159

2.109

100

628.319

1.815

250

1571

1.531

500

3142

1.308

1000

6283

1.005

1500

9425

0.793

2500

15710

0.533

5000

31420

0.263

10000

62830

0.085

30000

188500

-0.144

100000

628300

-0.566

250000

1571000

-1.018

500000

3142000

-1.272

1000000

6283000

-1.418

Расчет параметрических стабилизаторов.

Поскольку Епит=55В, а в некоторых каскадах используется Епит=9 и 6 В, то мы воспользуемся следующей схемой:

В качестве VD1 выберем стабилитрон: КС406Б

Определим ток, протекающий через R44:

0.028A

1642.857Ом

1.288

0.252

В качестве VD2 выберем стабилитрон: KC168A

0.00204A

1323.529Ом

0.0055

0.0129

Карта режимов: Резисторы

Обозначение

Номинал, Ом

Напряжение B

Ток, A

Мощность, Bm

Тип

R0

22000

6.094

0.000277

0.00169

CП4-3-0.125

R1

2400

0.665

0.000277

0.000184

МЛТ-0.125

R2

2400

0.046

0.000277

0.000184

МЛТ-0.125

R3

22000

0.424

0.000277

0.00169

СП4-3-0.125

R4

2200

0.045

0.000020402

0.000000921

МЛТ-0.125

R5

300000

6.06

0.0000202

0.000122

МЛТ-0.125

R6

10000

0.00202

0.000000202

0.908нBm

МЛТ-0.125

R7

2400

4.853

0.002022

0.000981

МЛТ-0.125

R8

56000

7.823

0.0001397

0.0011

МЛТ-0.125

R9

13000

1.651

0.000127

0.00021

МЛТ-0.125

R10

6800

6.052

0.00089

0.0054

МЛТ-0.125

R11

1300

1.157

0.00089

0.00103

МЛТ-0.125

R12

1300

1.667

0.00129

0.00216

СП3-6-0.125

R13

680

7.587

0.0112

0.083

МЛТ-0.125

R14

300

4.71

0.0157

0.074

МЛТ-0.125

R15

390

6.24

0.016

0.1

МЛТ-0.125

R16

82

0.915

0.011

0.01

МЛТ-0.125

R17

8200

1.979

0.000241

0.000452

МЛТ-0.125

R18

30000

7.17

0.000239

0.00167

МЛТ-0.125

R19

10000

0.239

0.00000239

0.0000000571

МЛТ-0.125

R20

1500

5.904

0.003936

0.021

МЛТ-0.125

R21

62

0.104

0.00168

0.000175

МЛТ-0.125

R22

910

0.74

0.000813

0.000602

МЛТ-0.125

R23

3000

1.079

0.000359

0.000388

МЛТ-0.125

R24

470000

1.347

0.00000287

0.00000386

МЛТ-0.125

R25

750

1.349

0.001799

0.00243

СП4-3-0.125

R26

3900

1.74

0.000446

0.000776

МЛТ-0.125

R27

16000

7.26

0.000454

0.00329

МЛТ-0.125

R28

10000

0.046

0.0000046

0.000000212

МЛТ-0.125

R29

750

5.663

0.007549

0.044

МЛТ-0.125

R30

220

0.519

0.00236

0.00123

МЛТ-0.125

R31

3600

8.496

0.00236

0.02

МЛТ-0.125

R32

680

1.605

0.00236

0.00379

МЛТ-0.125

R33

1500

3.894

0.002596

0.0101

МЛТ-0.125

R34

330

3.742

0.011

0.0424

МЛТ-0.125

R35

2400

27.216

0.011

0.309

МЛТ-0.5

R36

390

3.686

0.00945

0.0348

МЛТ-0.125

R37

91

2.6

0.029

0.0743

МЛТ-0.125

R38

33

3.243

0.098

0.319

МЛТ-0.5

R39

33

2.557

0.077

0.198

МЛТ-0.25

R40

9100

23.694

0.002596

0.0613

МЛТ-0.125

R41

1.2

0.932

0.777

0.724

МЛТ-1

R42

1.2

0.952

0.775

0.755

МЛТ-1

R43

1300

2.7

0.0204

0.0055

МЛТ-0.125

R44

1600

46

0.028

1.288

МЛТ-2

Конденсаторы

Обозначение

Емкость

Напряжение

Тип

Номинальное  напряжение

С0

0.1мкФ

0,313

К73-15

100

С1

0.1мкФ

0,47

К73-15

100

С2

10000пФ

0,313

К73-15

100

С3

10000пФ

0,47

К73-15

100

С4

2000пФ

0,313

К73-15

630

С5

2000пФ

0,47

К73-15

630

С6

100мкФ

1,207

К50-16

6,3

С6

60000пФ

0,385

К73-15

100

С7

6мкФ

3,202

К73-16

63

С8

6мкФ

2,242

К73-16

63

С9

20мкФ

2,911

К50-16

10

С10

10мкФ

0,192

К73-16

63

С11

1000мкФ

0,9

К50-16

10

С12

0.2мкФ

2,389

К73-15

100

С13

30мкФ

3,349

К50-16

10

С14

50мкФ

4,302

К50-16

20

С15

0.4мкФ

7,651

К73-16

250

С16

4мкФ

0,0029

К73-16

100

С17

200мкФ

2,076

К50-16

10

С18

22000мкФ

1,605

К50-22

6,3

С19

50мкФ

3,686

К50-16

10

С20

500мкФ

2,6

К50-16

10

С21

10000мкФ

5,489

К50-22

10

С22

500мкФ

23,758

К50-16

50

С23

50мкФ

7,711

К50-16

10

Транзисторы

обозначение

тип

Uкэ, В

Uбэ, В

Ik, A

Iб, А

Pк, Вт

VT1

КТ302Б

0,747

0.7

0,0000182

0,000000202

0,0000136

VT2

КТ302А

1,502

0.7

0,002002

0,0000182

0,00969

VT3

КТ201Г

2,116

0.7

0,00089

0,0000127

0,00186

VT4

КТ201Г

3,81

0.7

0,011

0,000157

0,042

VT5

КТ301А

2,649

0.701

0,0000956

0,00000239

0,000253

VT6

КТ301А

3,349

0.701

0,00383

0,0000956

0,013

VT7

КТ301А

2,487

0.751

0,000184

0,0000046

0,000458

VT8

КТ301А

3,238

0.751

0,00736

0,000184

0,024

VT9

КТ503Д

24,849

0.801

0,00945

0,000236

0,235

VT10

КТ815В

24,799

0.851

0,0756

0,00189

1,895

VT11

КТ814В

24,799

0.851

0,0756

0,00189

1,895

VT12

КТ943В

25,7

0.901

0,7555

0,01889

20,5

VT13

КТ943В

25,7

0.901

0,7555

0,01889

20,5

Стабилитроны

Обозначение

Тип

Uст, В

Iст, мА

Р, мВт

VD1

КС406Б

10

0,25

340

VD2

КС168А

6.8

10

300

Спецификация элементов

Конденсаторы:

Обозначение

Тип

Количество

С0, С1, С2, С3, С4, С5, С6, С12

К73-15

8

С6, С9, С11, С13, С14, С17, С19, С20, С22, С23

К50-16

10

С7, С8, С10, С12, С15

К73-16

5

С18, С21

К50-22

2

Резисторы:

R1, R2, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20, R21, R22, R23, R24, R26, R27, R28, R29, R30, R31, R32, R33, R34, R36, R37, R40, R43

МЛТ-0.125

35

R0, R3, R25

CП4-3-0.125

3

R12

CП3-6-0.125

1

R42, R41

МЛТ-1

2

R35, R38

МЛТ-0.5

2

R44

МЛТ-2

1

R39

МЛТ-0.25

1

Транзисторы:

Обозначение

Тип

Количество

VT5, VT6, VT7, VT8

КТ301А

4

VT12, VT13

KT943B

2

VT11

KT814B

1

VT10

KT815B

1

VT9

КТ503Д

1

VT3, VT4

КТ201Г

2

VT1

КТ302Б

1

VT2

КТ302А

1

Стабилитроны:

Обозначение

Тип

Количество

VD1

КС406Б

1

VD2

КС168А

1

Технология изготовления печатной платы.

Для перенесения рисунка печатных проводников на плату фольгированного материала можно воспользоваться явлением светочувствительности меди. Для этого заготовку платы тщательно очищают от жиров и окислов, опустив её на 1,5…3 мин в раствор хлорного железа, после чего промывают в проточной воде, протирают и высушивают. На фольгу накладывают кальку с рисунком проводников, выполненным чёрной тушью (можно также чёрной акварелью, чёрной пастой или, даже чёрным карандашом), и прижимают её листом стекла. Заготовку через стекло и кальку освещают лампой мощностью 200…300 Вт с расстояния 150…200 мм в течение 10…20 мин. Продолжительность экспонирования нужно уточнить экспериментально.

Освещённые участки фольги под действием света окисляются и чернеют, а затемнённые почти не изменяются. Теперь остаётся закрасить светлые участки фольги кислотостойким лаком и травить, как обычно. Травить можно в растворе хлорного железа. Следует иметь в виду, что рисунок на фольге через непродолжительное время (несколько дней) после экспонирования почти исчезает, поэтому закрашивать его лаком следует сразу же после выключения лампы.

Описанный способ особенно пригоден при изготовлении большого числа одинаковых плат. Вместо кальки удобнее изготовить фотопластинку с изображением рисунка печатных проводников.




1. Сельский Дом культуры 353000 Краснодарский край ст
2. Правонарушение.html
3. Башкирский государственный педагогический университет им
4. Poolvitvcomu-kiev-bseinolimp
5. Об утверждении тарифноквалификационных характеристик требований по должностям работников учреждений
6. Реферат Испытания РЭСИ на воздействие повышенной влаги и на воздействие инея с последующим его оттаиванием
7. з курсу ldquo;Хімія природних солей rdquo; Лабораторна робота 1 Розчинення природного галіту очище
8. Дюймовочка Галактионова Е
9. Реферат- Секьюритология (наука о сохранении и защите ноосферы и человечества)
10. Относительно свободы ассоциаций и защиты права на организацию
11. правового регулирования
12. Тема заняття V семестр 1 2
13. По сути цена является коэффициентом обмена конкретного товара на деньги
14. по теме Строение метаболизм белков их значение для организма для курсантов ФПДО Тестовый контр
15. тема взаимоотношений развивающегося человека с окружающей средой все многообразие социальных связей разв
16. Тема- Расчёт основных финансовых и экономических показателей бизнесплана Вариант 26.
17. Лабораторна робота 13 Мета- Створення webсторінок за допомогою програми MS FrontPge
18. сигнальные функции в качестве средства гашения статического электричества и т
19. лист на услуги по проектированию интерьеров UMBR design group Цены действительны с 1 ноября 2013 г
20. КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Техническая эксплуатация автомобилей Проект шиномонтажного отделения