Разработка каналообразующего устройства - Курсовая работа

Курсовой проект по дисциплине: "Каналообразующие устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи" на тему: "Разработка каналообразующего устройства"При всем разнообразии применяющихся на железнодорожном транспорте каналообразующих, передающих и приемных устройств и схемотехнические решения могут быть расчленены на элементы достаточно ограниченного набора - генератора, усилителя, модема, кодека, преобразователя частоты, преобразователя сигналов и подобные им устройства. В данном курсовом проекте нам предстоит разработать такую каналообразующую систему. Для ее моделирования на ЭВМ и проверки на работоспособность воспользуемся средствами Multisim 10.1. Целесообразно разработку системы разбить на две большие части: передатчик и приемник. Это позволит нам оценить удовлетворяет ли каждый из блоков предъявленным ему требованиям и по окончанию разработки и проверки моделированием объединить их в единое целое - каналообразующую систему автоматики.Передаваемое сообщение от источника сообщений поступает в передатчик, где оно преобразуется в электрический сигнал. Передатчик выполняет это преобразование в два этапа: сначала осуществляет кодирование с помощью кодирующего устройства (кодера), а затем - дискретную модуляцию с помощью модулятора. Преобразование должно выполняться так, чтобы между каждым символом передаваемого сообщения и полученным из него сигналом было однозначное соответствие. Электрический сигнал поступает в линию связи (ЛС), представляющую собой среду, в которой может существовать и распространяться сигнал. Приемник должен по возможности отделить сигналы от помех и выполнить обратное преобразование сигналов в символы сообщения, приведя их к виду, удобному для восприятия получателем.Помехи образуются во всех элементах канала связи: как в линии связи, так и в технических устройствах. Внутренние же помехи обязаны своим возникновением тепловому шуму входных устройств, а также некачественной работе самих устройств. Помехи от радиоустройств устраняют рациональным размещением частот, регламентируемыми международными соглашениями. В общем случае это Рош зависит от основания кода, метода модуляции, вида и интенсивности помех в линии связи, отношения сигнал - помеха и вида приемника. Для ФМ сигналов , Для ЧМ сигналов , Для АМ сигналов , Где а - основание кода, а 1 - отношение сигнала - помеха по энергии; V(*) - дополнение к интегралу вероятностей; V(а 1) - уменьшается с увеличением а 1 из чего видно, что ФМ обладает наибольшею помехоустойчивостью, a AM - наименьшею.При анализе исходных данных на разработку автогенератора: сопротивления нагрузки, диапазона частот и мощности сигнала в нагрузке, наиболее подходящей является схема маломощного одноактного резонансного усилителя. При этом схема должна обеспечивать фазовый сдвиг сигнала на выходе относительно входа на величину ?0 = 180 ± 0,5°. Усилительный каскад содержит следующие функциональные элементы цепи: транзистор с проводимостью n-p-n, входную цепь, цепь отрицательной обратной связи, нагрузочную цепь транзистора, выходную цепь, а также фильтр в цепи источника питания. Сопротивление Rd1 и Rd2 образует делитель напряжения и обеспечивает необходимое напряжение смещения для транзистора в режиме А. Цепь отрицательной обратной связи предназначена для стабилизации режима работы транзистора.Граничная частота Fгр >10•Fc с целью обеспечения постоянства режима работы транзистора, т.е. Fгр= 10•1100КГЦ=11 МГЦ. Максимальная рассеиваемая мощность на коллекторе РКМАКС=ІКЭМАКС•Еп=8МА•16В=128МВТ. Выбираем отечественный n-p-n транзистор КТ 604Б со следующими характеристиками: Fгp =40МГЦ, h21Э = 30-120, ІКМАКС =200МА, Uкэ =200В, Ркмакс =800МВТ, тип корпуса КТ-26. Данному транзистору соответствует импортный аналог 2N5830, со следующими характеристиками: Fгp =100 МГЦ, h21Э = 60-500, ІКМАКС =200МА, Uкэ =100В, Ркмакс 625МВТ, тип корпуса TO-226AA (TO-92).Исходными данными для расчета резистивного делителя являются полученные из статических характеристик напряжение смещения UБ 0=1.4448 В и ток ІБ 0=18.99274 МКА, которые обеспечивают режим А работы транзистора. При таком соотношении потенциал базы не зависит от тока базы, поэтому он слабо подвержен температурному дрейфу и обеспечивает необходимое напряжение смещения рабочей точки. Найдем ток IRД 2=Ід-Іб 0=189.9274 МКА - (18.99274 МКА)= 170.9МКА. После определения номиналов резисторов Rд 1 и Rд 2 расчет резистивного делителя считается законченным. Соберем схему и найдем значения токов и напряжения покоя (рис.Примем сопротивление ХСЭ на три порядка меньше Rэ 2, тогда: . Разделительные конденсаторы Ср 1 и Ср 2 обеспечивают большое сопротивление постоянному току на входе и выходе усилителя, их сопротивления должны быть много меньше с одной стороны входного, а с другой - выходного сопротивления усилительно каскада. Сопротивление Rвх состоит из трех сопротивлений Rд1, Rд2, Rбэ, включенных параллельно, где Rбэ=h21Э RЭ=189 200 Ом=37.8 КОМ. Теперь найдем сопротивление ХСР 1=Rвх / 100 =63.37 Ом.

Содержание

Введение

1. Общие сведения об устройствах передачи информации

1.1 Структурная схема системы передачи информации

1.2 Обоснование вида модуляции

2. Разработка транзисторного усилительного каскада

2.1 Выбор и анализ схемы усилительного каскада электрических сигналов

2.2 Выбор транзистора и моделирование статических характеристик

2.3 Расчет и моделирование цепей, задающих режим работы транзистора

2.4 Расчет и моделирование усилительного каскада по переменному току

2.5 Анализ результатов моделирования усилительного каскада

Заключение

Список использованной литературы