Расчет автогенератора, спектра сигнала на выходе нелинейного преобразователя, электрических фильтров для второй и третьей гармоники. Расчет масштабного, развязывающего и выходных усилителей. Спецификация резистора, усилителя, конденсатора, транзистора.
В процессе курсовой работы мы должны спроектировать широко распространенное в аппаратуре связи устройство, вырабатывающее так называемую "сетку частот", т.е. несколько гармонических колебаний. Подобное устройство содержит автогенератор, нелинейный преобразователь, набор активных фильтров и масштабирующие усилители. Генератор задает колебания с частотой 12.25 КГЦ и с определенным напряжением 16 В. Нелинейный преобразователь искажает форму сигнала и в его спектре появляются кратные гармоники, интенсивность которых зависит от степени искажения сигнала. Первый масштабный усилитель необходим для развертки задающего генератора и нелинейного преобразователя, он либо увеличивает, либо уменьшает напряжение с генератора до необходимого напряжения на нелинейном преобразователе.В качестве задающего генератора в работе используются схемы на биполярном транзисторе КТ301Б с пассивной RC-цепью обратной связи. Автогенератор собран на составном транзисторе VT1-VT2 для увеличения входного сопротивления транзистора по цепи базы. Емкости конденсаторов C цепи обратной связи обычно выбираются в пределах 100 ПФ 1 МКФ, а величину емкости разделительного конденсатора из условия: >> Найдем значения и , входящих в формулы для расчета ) и . Для определения и выбираем рабочую точку на проходной характеристике транзистора - зависимость действующего значения тока в выходной цепи от входного напряжения (рис.Чтобы получить гармоники колебания, вырабатываемого RC-генератором, это колебание следует подать на нелинейный преобразователь, в качестве которого используется полевой транзистор КП305И. Таким образом, каскадно с генератором включается нелинейный преобразователь, схема которого представлена на рисунке 2.1. Его цель - исказить гармонический сигнал так, чтобы в составе его спектра появились гармоники с достаточно большими амплитудами. Используя проходную ВАХ транзистора, графически определяем вид тока на выходе нелинейного преобразователя. Для расчета спектра тока и напряжения на выходе нелинейного преобразователя необходимо сделать кусочно-линейную аппроксимацию ВАХ .Для выделения колебаний заданных частот необходимо рассчитать полосовые фильтры, у частотных характеристик которых центры эффективного пропускания совпадали бы с этими частотами. В число расчетных частот необходимо включить граничные частоты полос эффективного пропускания и непропускания, а также те частоты ПЭП, на которых ослабление (АЧХ) фильтра принимает минимальные и максимальные значения. , , Тогда , , , Расчет АЧХ, а также ослабления от частоты производится на основе полученной при апроксимации рабочей передаточной функции H(p), путем замены р=j?. Результаты расчетов АЧХ и ослабления отдельных звеньев и всего фильтра удобно свести в таблицу 3.1: Таблица 3.1. Характеристики фильтра. f, КГЦ 15 18 23.46 24.1 19,4 26 26.64 21 25 Одной паре комплексно-сопряженных полюсов передаточной функции НЧ-прототипа соответствует две пары комплексно-сопряженных полюсов передаточной функции полосового фильтра.Это означает, что входное сопротивление этого нелинейного преобразователя должно быть намного больше выходного сопротивления автогенератора. Но для согласования амплитуды напряжения на выходе автогенератора с заданной амплитудой на входе нелинейного преобразователя необходимо поставить согласующий усилитель. Амплитуда напряжения на выходе автогенератора, больше амплитуды напряжения, которое следует подать на вход нелинейного преобразователя, поэтому сигнал генератора нужно ослабить.На выходе нелинейного преобразователя ставится развязывающий усилитель, который служит для развертки нелинейного преобразователя и фильтров. Усилитель имеет коэффициент равный 1. Такой усилитель представлен на рисунке 4.1. Передаточная функция такого усилителя определяется по формуле (4.1). Требуемый коэффициент усиления определяется по формуле: (4.3)В результате расчетов спроектировано устройство, вырабатывающее так называемую, "сетку частот". то есть набор гармонических колебаний заданных частот и удовлетворяющие условиям указанным в техническом задании на устройство. Полученное устройство способно выделять вторую гармонику с частотой f=19,4 КГЦ и четвертую с частотой f=38,8 КГЦ.
План
Содержание
Введение
Техническое задание на устройство
1. Расчет автогенератора
2. Расчет спектра сигнала на выходе нелинейного преобразователя
3. Расчет электрических фильтров
3.1 Расчет для второй гармоники
3.2 Расчет для третьей гармоники
4. Расчет усилителей
4.1 Расчет масштабного усилителя
4.2 Расчет развязывающего усилителя
4.3 Расчет выходных усилителей
Заключение
Список использованной литературы
Приложение
Введение
В процессе курсовой работы мы должны спроектировать широко распространенное в аппаратуре связи устройство, вырабатывающее так называемую "сетку частот", т.е. несколько гармонических колебаний. Подобное устройство содержит автогенератор, нелинейный преобразователь, набор активных фильтров и масштабирующие усилители. Структурная схема устройства показана на рисунке 1:
Рисунок 1. Структурная схема устройства
ЗГ - задающий генератор
МУ - масштабные усилители
НП - нелинейный преобразователь
ПФ - полосовой фильтр
БП - блок питания
В качестве задающего генератора в работе используется схема на биполярном транзисторе с пассивной RC- цепью. Генератор задает колебания с частотой 12.25 КГЦ и с определенным напряжением 16 В. Нелинейный преобразователь искажает форму сигнала и в его спектре появляются кратные гармоники, интенсивность которых зависит от степени искажения сигнала. Первый масштабный усилитель необходим для развертки задающего генератора и нелинейного преобразователя, он либо увеличивает, либо уменьшает напряжение с генератора до необходимого напряжения на нелинейном преобразователе. Второй масштабный усилитель служит для развертки нелинейного преобразователя и полосового фильтра. Полосовые фильтры выделяют необходимые гармоники. Усилители четвертый и пятый увеличивают (уменьшают) до необходимой величины выходное напряжение. Блок питания осуществляет питание всей цепи.
Техническое задание на устройство
Спроектировать устройство, вырабатывающее "сетку частот", т.е. набор гармонических колебаний заданных частот, удовлетворяющие условиям, указанным в таблице 1.
Таблица 1 - Технические требования к устройству
Заданные параметры Обозначения
Требования к автогенератору
1. Тип автогенератора 2. Тип транзистора 3. Часто генерации 4. Напряжение питания автогенератора 5. Сопротивление коллекторной цепи Схема рис.3.1(а) КТ301Б (n-p-n) 9,7 КГЦ 14 В 3,5 КОМ
Требования к нелинейному элементу
1. Тип НЭ преобразователя 2. Тип НЭ 3. Напряжение смещения 4. Напряжение на входе Схема рис.3.2(в) D2И 0 В 1 В
Требования к электрическим фильтрам
1. Набор выделяемых частот 2. Выходное напряжение 3. Ослабление полезных гармоник 4. Степень подавления мешающих гармоник , 4 В 0.1 ДБ 20,8 ДБ
1.
Вывод
В результате расчетов спроектировано устройство, вырабатывающее так называемую, "сетку частот". то есть набор гармонических колебаний заданных частот и удовлетворяющие условиям указанным в техническом задании на устройство. Полученное устройство способно выделять вторую гармонику с частотой f=19,4 КГЦ и четвертую с частотой f=38,8 КГЦ.
Номиналы резисторов и конденсаторов выбрали так, чтобы отклонение от расчетного значения не превышало ±5%.
Расчеты закончились приведением полной принципиальной схемы формирователя гармоник.
Для улучшения данного устройства можно использовать сверхвысокочастотные транзисторы, генераторы на операционных усилителях, в качестве фильтров - цифровые фильтры. А сам процесс производства свести к изготовлению миниатюрной интегральной микросхемы. автогенератор сигнал преобразователь усилитель
Список литературы
1. В. П. Бакалов, А. А. Игнатов, Б. И. Крук. Основы теории электрических цепей и электроники: Учебник для высших учебных заведений. М.:Радио и связь,2009.-525с.
2. Б. И. Крук, ОГ. Б. Журавлева, М. И. Сметанина. Методические указания к курсовой работе "Расчет элементов и узлов аппаратуры связи"./СИБГУТИ. - Новосибирск 2010. - 44 с.
3. И.П. Степаненко. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. - М.:Энергия, 1983. - 542с.
4. Г. П. Катунин, Г. Д. Мефодьева. Учебное пособие "Оформление конструкторских документов"./СИБГУТИ. - Новосибирск, 2009. - 73 с.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
