Реферат: Генератор синусоидального напряжения - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Генератор синусоидального напряжения

Банк рефератов / Физика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 1294 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Аннотация Горшенева А.П. Генератор синусоидального напряжения: Пояснительная записка к курсовой работе по курсу «Электроника в приборостроении» -Челябинск: ЮурГУ,2002.- В курсовом проекте рассматривается построение электронного устройства. Помимо расчетов принципиальной схемы в данной работе также представлены принципиальная схема и корпус устройства. Проект реализован в программной среде Word 97, моделирование схемы произведено в среде Electronics Workbench Ил. , список .- назв. Содержание 1. Введение 2. Обоснование и выбор функциональной схемы устройства 3. Выбор и расчет принципиальных схем узлов устройства 4. Моделирование на ЭВМ работы функциональных узлов устройства 5. Заключение и выводы по соответствию характеристик и параметров устройства требованиям технического задания 6. Список используемой литературы Введение. Генераторы гармонических колебаний представляют собой устройства, предназначенные для преобразования энергии источников питания постоянного тока в энергию гармонического выходного сигнала напряжения (тока) требуемой амплитуды и частоты. Так как генератор сам является источником сигнала, он не имеет входа. Генераторы строятся на основе усилителей с цепями положительной обратной связи, которые работают в режиме самовозбуждения на фиксированной частоте. В качестве цепей обратной связи могут использоваться резонансные L - C или R - C схемы чему соответствует два типа генераторов. L - C генераторы обычно используются для формирования радиочастотных сигналов, т.к весогабаритные характеристики элементов колебательных контуров в звуковом диапазоне частот становятся неприемлемыми. В звуковом диапазоне генераторы строятся на базе использования резонансных R - C схем, и в качестве усилителей обычно применяются ОУ Обоснование и выбор функциональной схемы устройства. Генератор синусоидального напряжения состоит из задающего генератора и усилителя мощности. Рис3.5. Функциональная схема генератора синусоидального напряжения (ГСН) 1) коммутируемая частотозадающая цепь (К.Ч.З.Ц.); 2) усилитель (У.); 3) цепь положительной обратной связи (П.О.С.); 4) стабилизатор амплитуды (С.А.); 5) регулятор уровня выходного напряжения (Р.У.); 6) предварительный усилитель (П.У.); 7) усилитель мощности (У.М.); 8) цепь отрицательной обратной связи (О.О.С.); 9) источник питания (И.П.). От задающего генератора подается напряжение синусоидальной формы, стабильной амплитуды и частоты на вход усилителя. Обычно во время работы ГСН амплитуда выходного напряжения задающего генератора не меняется и для установки нужной величины напряжения на нагрузке в схему включен регулятор амплитуды. Перестройка частоты задающего генератора производится в пределах какого-либо диапазона плавно, а смена диапазонов производится дискретно. Обычно плавная перестройка частоты производится в пределах декады, то есть где Кп-коэффициент перестройки, -максимальная частота в диапазоне, -минимальная частота в диапазоне. Учитывая разброс параметров частотазадающих цепей, для гарантированного получения любой частоты, из предусмотренных техническим заданием, вводят коэффициент запаса, тогда Величина выходного напряжения задающего генератора в техническом задании не оговаривается и может выбираться любой в разумных пределах. Без затруднений можно получить амплитудное значение этого напряжения в пределах 3…10 В. Тогда при указанной на рис.3.5 структуре усилителя мощности глубина обратной связи велика, а значит, он имеет хорошие качественные показатели во всем частотном диапазоне (малые нелинейные искажения, стабильный коэффициент усиления, низкое выходное сопротивление и т.д.). Выбор и расчет принципиальных схем узлов устройства Расчет задающего генератора. По стабильности частоты и ширине частотного диапазона генерируемого сигнала на практике наиболее подходящим является генератор с мостом Вина Получили 4 декады с учетом коэффициента запаса: 1) 20Гц-200Гц 2) 200Гц-2000ГЦ 3) 2000Гц-20000Гц 4) 20000Гц-200000Гц С учетом коэффициента запаса: 1) 18Гц-220Гц 2) 180Гц-2200Гц 3) 1800Гц-22000Гц 5) 18000Гц-220000Гц При использовании моста Вина в качестве частотно-задающей цепи генератора для выполнения условий самовозбуждения необходимо:1 чтобы мост Вина включался в цепь положительной обратной связи. 2 чтобы коэффициент передачи усилителя на частоте резонанса моста Вина был не <3 Для управления частотой выходного напряжения в качестве резисторов могут использоваться сдвоенные потенциометры. Учитывая, что динамический диапазон регулировки редко >20 дБ для его расширения помимо переменных резисторов могут использоваться наборы конденсаторов с декадно-переключаемым номиналом, т.о может быть осуществлено широкополосное регулирование. Резонансная частота моста Вина Зададимся С=1000пФ тогда R =1/(2*3.14*200000*0.1*1000*10^-12)=7957Ом Тогда 0,1 R =795.7Ом, 0,9 R =7161.9Ом В цепи отрицательной обратной связи могут использоваться полевые транзисторы, работающие на начальных участках выходных характеристик. Выбираем полевой транзистор с n -каналом, так чтобы R к.>1кОм при U зи=-1В. В качестве такого транзистора берем КП323А-2 (см.приложение), у которого R к=5В/2,5 mA =2кОм при U зи=-1В К u =1/К u оос=1/3. Следовательно, R 2|| R к/( R 2|| R к+ R 3) Получаем R 2=2кОм, R 3=2кОм Зададимся. С=10мкФ, тогда R *=1МОм R 4=1000кОм/100=10кОм Выбираем диод, работающий на Д101 В качестве ОУ берем 140УД23 Расчет регулятора уровня Регулятор уровня выбираем исходя из следующих условий: регулят ор является выходным сопротивле нием ОУ, т.е должно быть больше либо равно 2кОм,с другой стороны сопротивление регулятора уровня должно быть на порядок меньше, чем входное сопротивление усилителя мощности, т.е меньше чем 50кОм.Т.к уровень регулировки сигнала составляет 50%,то номиналы сопротивлений будут одинаковы. U вых= U вх*R2/( R 1+ R 2) U вых / U вх =1/2 R 1= R 2=2 кОм Расчет усилителя мощности Усилитель мощности состоит из предварительного усилителя, оконечного каскада и цепи общей обратной связи. Предварительный усилитель выполняем на операционном усилителе. Коэффициент усиления усилителя мощности определяется как К и = U вых/ U вх=20/3=6, U вх принимаем 3В. Коэффициент усиления оконечного каскада определяем как К и ок= U вых/10=2, где 10 это выходное напряжение операционного усилителя. Получаем коэффициент усиления ОУ без обратной связи К и /К и ок=6/2=3 Операционный усилитель выбираем по частотной характеристике при наличии обратной связи и скорости нарастания выходного напряжения во времени Скорость нарастания выходного напряжения =2*3,14*200000*10=12,5В/мкс Глубина обратной связи К и =0,166 Коэффициент усиления усилителя мощности с отрицательной обратной связью К= , где К f =10%, коэффициент нелинейных искажений без обратной связи, -коэффициент нелинейных искажений с учетом отрицательной обратной связи. К=(10/0,2-1)/0,166=295,тогда коэффициент усиления операционного усилителя с учетом ООС Коу=295/2=147,5 Т.о на частоте 200000 коэффициент усиления ОУ Коу>43 д Б Частота среза f 1> fm * К и =1,2МГц Данным требованиям отвечает 140УД23 с параметрами U п=15В, R н=2кОм, U вых.макс=10В, входной ток I вх=0,2нА, частота единичного усиления f 1=10МГц, Vu вых.макс=30В/мкс. Зависимость коэффициента усиления от частоты приведена в приложении. Для питания ОУ устанавливаем стабилизаторы на стабилитронах КС515 с U ст=15В при токе стабилизации I ст=5мА, в этом случае падение напряжения на резисторах R будет определяться как U R =22-15=7В I R = I оу+ I ст=10+5=15мА R =7/15=466.6 Ом P = U * I =7*15*10^-3=0.105 Вт Расчет оконечного каскада Выходной каскад может быть выполнен по трансформаторной и бестрансформаторной схеме. Критерием для принятия решения может служить соотношение между остаточным напряжением на транзисторе при максимальном токе нагрузки и амплитудой напряжения на нагрузке. При следует отдавать предпочтение трансформаторному каскаду. Выбор транзисторов для выходного каскада усилителя мощности производят по рассеиваемой в нем мощности, граничной частоте усиления и допустимым напряжениям и токам. Для выходного каскада усилителя, работающего с двумя источниками питания, напряжение каждого источника выбирается из условия Ек= U вых.макс+ U ост Ек=20+2=22В Наибольшее напряжение на транзисторе в таком каскаде примерно равно удвоенному напряжению питания: U кэюмакс= 2*22=44В Наибольшая мощность, выделяемая в каждом транзисторе выходного каскада для синусоидального сигнала равна Определяем R н Ом. Тогда Рк.макс= = 7,85Вт Выбор транзисторов по току А Частотные свойства выходных транзисторов должны соответствовать требуемой полосе пропускания всего усилителя. Граничная частота усилителя f гр.=2…4 f макс=4*200000=800кГц Выбираем пару комплиментарных транзисторов КТ 853-КТ829, которые имеют параметры U кэм=45-100В, I к=8А, Рк=60Вт, Уточняем U ост=1,5В, тогда, Следовательно, стоит отдать предпочтение бестрансформаторному каскаду. По полученной мощности рассчитываем площадь радиатора по формуле =123,045кв.см где Кт-коэффициент теплоотдачи, зависящий от материала, конструкции и способа обработки теплоотвода. Для черненого ребристого алюминиевого теплоотвода обычно принимают Кт=0,8*10^-3Вт/С*кв.см t п-температура перехода, обычно ее принимают на 5…10 градусов ниже предельно допустимой tc -температура среды, максимальная температура по заданию R пп-тепловое сопротивление переход-корпус R кк-тепловое сопротивление корпус-теплоотвод. Выбираем I ко=0,05 I к.макс=0,08А Ток базы определяем следующим образом I б.макс= I к.макс/ =2мА Напряжение база-эмиттер максимальное определяет по входным характеристикам транзисторов. U бэ=1,7В (см.приложение) Номинальные значения резисторов базовых цепей выходных транзисторов определяем по формуле: =752Ом, где U бэ.откр =1В Мощность, рассеиваемая на резисторе Р= =3,61мВт Транзисторы для предоконечного каскада усилителя мощности должны иметь следующие параметры: U кэ.макс=32В, I к. VT 1.макс= I б. VT 3.макс= I к. VT 3.макс / =2мА, Рк.макс= U кэ.макс* I к.макс= 0,064Вт Этим требованиям отвечает пара комплиментарных транзисторов КТ3102-КТ3107, имеющих: U кэ.макс= 40В, I к =100мА, Р к =150мВт, Резисторы R 8 и R 9 определяют коэффициент усиления, поэтому R 9/( R 8+ R 9)=1/К иок =1/2 R 9= R 8 Ток через резисторы R 9 и R 8 должен быть на порядок больше чем ток базы выходного транзистора I R 8, R 9 >10 I б.ок U вых /( R 8+ R 9)>10 I б.ок U вых /10 I б.ок > R 8+ R 9 1 кОм > R 8+ R 9 R 8= R 9=500 Ом Цепь смещения рассчитываем из условия покоя каскада I ко =0,08А I б.п.ок = I ко / =100мА/750=130мкА, (берем ток покоя коллектора примерно равным 100мА) Ток базы покоя оконечного каскада является током покоя коллектора предоконечных транзисторов, т.е. I к. VT 1.п. = I б. VT 3 + I R 7 I R 7 = U б.э.п.ок / R 7=1.1/820=1.3мА(напряжение база-эмиттер покоя оконечного каскада находим по входным характеристикам транзистора VT 3) I к. VT 1.п. =1,4мА I б. VT 1.п = I к.п.VT1 / =1.4*0.001/60=23мкА По входной характеристике транзистора VT 1 определяем напряжение база-эмиттер покоя, которое равное прямому падению напряжения на диодах. U пр. = U бэ.п .=0,6В(при I пр. >10 I б.п. VT 1 , I пр. =0,23мА) Подбираем диод КД228, имеющий следующие характеристики: I пр.макс =7,5А U пр.макс =0,65В Рассчитаем резисторы R 5 и R 6 I R 5 = I б . п . VT 1 + I д .= 0,25 мА U R 5 = E к - U б.э.п. VT 1 =22-0.6=21.4В R 5=21.4/0.25мА=85,6кОм Р R 5 =21.4*21.4/85600=0.00535 Вт Сопротивление R 1 определяет входное сопротивление усилителя мощности, и должно составлять порядка 10кОм. Берем R 1=47кОм, т.к. это сопротивление рекомендовано для большинства усилительных устройств. R 3=47кОм (для того чтобы не было разбаланса) Р R 1 = U вх^2/ R н=0,1914мВт P R 3 =6.148 мВт Сопротивление R 2 определяет коэффициент передачи УМ в целом, мы задались =1/К и =0,15 R 2/( R 2+ R 3)=0.15 R 2=8294Ом Напряжение на инвертирующем входе равно напряжению на неинвертирующем и равно 3В Р= U ^2/ R =0.001Вт Конденсатор С1 выбираем из условия, что C 1 и R 1 высокочастотный фильтр первого порядка, = R 1* C 1>1/2* * f н С1=0,17мкФ 2= C 2* R 2>1/2* * f н С2=6мкФ Расчет источника питания Напряжение на выходе выпрямителя U вых.выпрям= U ост + U вых.макс. Выбираем U ост =2В, тогда U вых.выпрям. =22+2=24В Напряжение пульсаций на конденсаторе фильтра берется в пределах 10% от рабочего напряжения, и равно Тогда С= =2560мкФ С учетом напряжения пульсаций U вых.выпр =24+4=28В Т.о. мы получили напряжение на выходе выпрямителя при самом низком напряжении в сети (-15%), тогда на уровне 220В мы будем иметь напряжение 28/0,85=33В а при максимальном напряжении сети (при +10%) 33*1.1=36.3В Т.о. рабочее напряжение мы выбрали правильно. Сформируем требования к трансформатору: Выбираем трансформатор ТПП259 с габаритной мощностью Р=31Вт Выбираем диоды для мостового выпрямителя по следующим параметрам Данным параметрам удовлетворяем диод Д202 с параметрами Проведем расчет стабилизатора напряжения В качестве транзистора VT 1 берем мощный транзистор, который должен иметь параметры: Выбираем те же транзисторы что и для усилителя мощности, КТ853,КТ829. Транзисторы для дифференциального каскада стабилизатора должны иметь следующие параметры: Берем транзисторы КТ3102,КТ3107, которые имеют следующие характеристики В качестве элемента, задающего опорное напряжение стабилизатора, выбираем стабилитрон КС191Ж с напряжением стабилизации Рассчитаем значения резисторов, входящих в каскад. Рассчитаем значеня резисторов делителя напряжения. Ток делителя на порядок выше чем ток базы транзистора VT 3 Резистор R 4 позволяет подстроить номинал напряжения, т.е. из 220кОм 10% уйдет на подстройку, т.о. R 4=22кОм R 5+ R 3=198 кОм R 3/ R 5=1/2 R 3=66кОм R 5=132кОм Список литературы 1 Гудилин А.Е. Руководство к курсовому проектированию по электронным устройствам автоматики. Методические указания.Челябинск.1985 2 Гендин Г.С. Все о резисторах.-М.:Телеком,2000 3 Перельман Б.Л. Полупроводниковые приборы. Справочник.- М.:Микротех.1996
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Только у русских есть разница между просто «нельзя», «вообще нельзя» и «категорически запрещено»
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по физике "Генератор синусоидального напряжения", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru