Расчет генераторов гармонических колебаний - Курсовая работа

КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине Электротехника и основы электроники на тему RC - генератор гармонических колебанийГенераторы синусоидальных колебаний - это генераторы, которые генерируют напряжение синусоидальной формы. Тремя основными типами генераторов являются LC генераторы, кварцевые генераторы и RC генераторы. Для генерирования частот порядка 100 Гц в LC-генераторах потребовались бы весьма большие значения индуктивностей и емкостей. Генератор - это устройство, позволяющее получать сигнал определенной природы (электрический, акустический или другой), имеющий заданные характеристики (форму, энергетические или статистические характеристики и т. д.). Генераторы широко используются для преобразования сигналов, для измерений и в других областях.Электронный генератор - это устройство, в котором осуществляется преобразование энергии постоянного тока, в энергию переменного тока требуемой амплитуды, частоты, формы и мощности. В общем виде генерация синусоидальных колебаний представляет собой процесс, связанный с преобразованием частотного спектра, так как при генерации энергия источника постоянного тока преобразуется в энергию высокочастотных колебаний. В зависимости от частоты генерируемых колебаний различают генераторы: 1) Низкочастотные (НЧ), вырабатывающие колебания в диапазоне частот 20 Гц ?100 КГЦ. Генераторы, в которых в качестве фазовращающей цепи применяются RC-цепи, получили название RC-генераторы. В качестве фазовращающих RC-цепей применяют два варианта цепочек, получивших название «R-параллель» и «С-параллель».Определим сопротивления эмиттера, коллектора и базы переменному току где RБ - внутреннее сопротивление базы, RЭ - внутреннее сопротивление эмиттера, RK - внутреннее сопротивление коллектора. Найдем параметры, подставив числовые значения в формулы (1.1), (1.2) и (1.3): Найдем входное сопротивление усилительного каскада по схеме с общим эмиттером: Найдем входное сопротивление эмиттерного повторителя: где Rвх2 - входное сопротивление усилительного каскада, найденное выше по формуле. Подставим числовые значения: Рассчитаем коэффициент передачи эмиттерного повторителя который приближается к единице по формуле: Сопротивление фазовращающей цепи определяется по формуле: где Rвх1 - входное сопротивление эмиттерного повторителя, вычисленное по.5) Найдем постоянные составляющие токов Ібэ=, Ікэ= и напряжений Uбэ=, Uкэ= в рабочей точке: Іб= = 0,06 МА, Ік= = 2,8 МА, Uбэ= = 0,276 В, Uкэ= = 5 В.Сопротивление резисторов R1, R2, R4, R5 в цепях делителей определяется по формулам: где Ібэ= = 0,06 МА - постоянный ток базы, Ікэ= = 1,6 МА - постоянный ток эмиттера, Uкэ= = 5 В - постоянное напряжение коллектор-эмиттер, Uбэ= = 0,276 В - постоянное напряжение база-эмиттер.На частоте генерации разделительные конденсаторы не должны вносить фазовых сдвигов. Величину их емкости находим из формулы: где Rвху - входное сопротивление усилительного каскада, =105 Гц.Найдем емкости конденсаторов (на принципиальной схеме С3, С4, С5), фазовращающей цепочки, по формуле: где =105 Гц, R - сопротивление фазовращающей цепи, вычисленное по формуле (1.7). Поэтому нужно использовать тумблеры для выбора нужного диапазона частот, и от положения этих тумблеров будет зависеть, какие резисторы мы будем использовать для фазовращающей цепи. Проанализируем формулу для расчета сопротивлений резисторов фазовращающей цепи: Отмечаем, что при повышении частоты, уменьшается сопротивление R, и наоборот, при понижении частоты - сопротивление R увеличивается. Поскольку подстроечный резистор соединен последовательно с постоянным резистором, то сумма их сопротивлений равна сопротивлению ветви. Найдем сопротивления для граничных частот используемых диапазонов по формуле: - для =10 Гц : - для =50 Гц : - для =100 Гц : - для 4=200 Гц : Поскольку при точной настройке минимальное значение сопротивления ветви будет при максимальном значении частоты диапазона, то можно сделать вывод о том, что в этом случае сопротивление подстроечного резистора будет равно нулю, а сопротивление ветви будет определяться только сопротивлением постоянного резистора.Мощности, рассеиваемые на резисторах R1, R2, R3, R4, R5, R6 определяются следующим образом: Произведя подстановку числовых значений в (6.2)-(6.7), получим: PR1=((0,18 0,06)•10-3)2•15520=0,894 МВТ, PR2=(0,18•10-3)2•42910= 1,390 МВТ, PR3=((2,8 0,06)•10-3)2•230=1,881 МВТ, PR4=((0,18 0,06)•10-3)2•15520=0,894 МВТ, PR5=(0,18•10-3)2•42910= 1,390 МВТ, PR6==(2,8•10-3)2•2500=19,6 МВТ, Мощность, выделяемая на резисторах фазовращающей цепочки, при различной частоте, определяется по формуле: Найдем максимальную мощность, выделяемую в ветвях фазовращающей цепи при различных диапазонах частот по формуле (6.8): f1=10?50Гц: P2 =(4/v2)2/26300=0,3 МВТ f2=100?200Гц: P1=(4/v2)2/6570=1,2 МВТВ процессе расчета RC-генератора гармонических колебаний были изучены схема генератора и принципы его действия; также был произведен электрический расчет генератора, фазовращающей цепи и расчет номиналов резисторов и конденсаторов.

Содержание

Введение

1. Теоретические сведения

2. Электрический расчет генератора

3. Графоаналитический расчет

4. Расчет сопротивлений резисторов

5. Расчет емкостей конденсаторов

6. Расчет фазовращающей цепи

7. Расчет мощностей рассеивания на резисторах

Заключение

Список используемой литературы