Особенность электрического и графоаналитического расчета генератора. Главный анализ калькуляции сопротивлений резисторов. Основная характеристика вычислений емкостей конденсаторов и фазовращающей цепи. Проектирование мощностей рассеивания на резисторах.
Аннотация к работе
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.