Курсовая: Усилитель кабельных систем связи - текст курсовой. 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

Курсовая

Усилитель кабельных систем связи

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 5586 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

2 Министерство образования Российской Федерации ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ) УСИЛИТЕЛЬ КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Схемотехника и АЭУ Студент гр. 148-3 __________Булдыгин А.Н. 24.04.2001 Руководитель Доцент кафедры РЗИ _____________Титов А.А. _____________ Реферат Курсовой проект 19 с., 11 рис., 1 табл. КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ (К u ), АМПЛИТУДНОЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ (АЧХ), ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИЯ, РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЁМКОСТИ, ДРОССЕЛИ, ПЕРЕКРЁСТНЫЕ ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ. Объектом проектирования является усилитель кабельных систем связи. Цель работы – приобретение навыков аналитического расчёта усилителя по заданным к нему требованиям. В процессе работы производился аналитический расчёт усилителя и вариа н тов его исполнения, при этом был произведён анализ различных схем термостабил и зации, рассчитаны эквивалентные модели транзистора, рассмотрены варианты ко л лекторной цепи транзистора. В результате расчета был разработан магистральный усилитель с заданными требованиями. Полученный усилитель может быть использован для компенсации потерь мощности, устанавливаемый между многокилометровыми отрезками каб е лей. Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 7.0. Рисунки выполнены в графическом редакторе Actrix Technical . ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ на курсовое проектирование по курсу “ Аналоговые электронные устройства ” студент гр. 148-3 Булдыгин А.Н. Тема проекта: Усилитель кабельных систем связи. Исходные данные для проектирования аналогового устройства. 1. Диапазон частот от 40 МГц до 230 МГц. 2. Допустимые частотные искажения М н 3 dB , М В 3 dB . 3. Коэффициент усиления 30 dB . 4. Сопротивление источника сигнала 50 Ом. 5. Амплитуда напряжения на выходе 2 В. 6. Характер и величина нагрузки 50 Ом. 7. Условия эксплуатации (+10 +60) є С. 8. Дополнительные требования : согласование усилителя по входу и выходу. Содержание 1 Введение ------------------------------------------ ----------------------------- 5 2 Основная часть ---------------------------------------------------------------- 6 2.1 Анализ исходных данных -------------------------------------------------- 6 2.2 Расчёт оконечного каскада ----------------------------------------------- 6 2.2.1 Расчёт рабочей точки ---------------------------------------------------- 6 2.2.2 Выбор транзистора и расчёт эквивалентных схем замещения---- 8 2.2.2.1 Расчёт параметров схемы Джиаколетто -------------------------- 8 2.2.2.2 Расчёт однонаправленной модели транзистора ------------------ 9 2.2.3 Расчёт и выбор схемы термостабилизации -------------------------- 9 2.2.3.1 Эмитерная термостабилизация -------------------------------------- 9 2.2.3.2 Пассивная коллекторная ---------------------------------------------- 11 2.2.3.3 Активная коллекторная ----------------------------------------------- 11 2.3 Расчёт усилителя ----------------------------------------------------------- 12 2.4 Расчёт ёмкостей и дросселей --------------------------------------------- 15 Схема электрическая принципиальная ------------------------------------- 16 Спецификация ------------------------------------------------------------------- 17 3 Заключение -------------------------------------------------------------------- 18 4 Список используемой литературы ----------------------------------------- 19 1 Введение Цель работы – приобретение навыков аналитического расчёта магистральн о го усилителя по заданным к нему требованиям. Кабельные системы связи являются одной из важных составляющих гл о бальных и локальных мировых систем телекоммуникаций. Для компенсации потерь мощности сигнала, в таких системах, используются широкополосные усилители, у с танавливаемые между многокилометровыми отрезками кабелей. Указанные усилители относятся к необслуживаемым устройствам и должны обладать следующими достоинствами : хорошее согласование по входу и выходу, исключающее возможность переотражения сигналов в кабельных сетях ; неизме н ность параметров усилителя во времени, в диапазоне температур, и при старении активных элементов схемы ; хорошая повторяемость характеристик усилителей при их производстве, без необходимости подстройки ; Всеми перечисленными выше свойствами обладают усилители с отрицател ь ными перекрестными обратными связями [1] , что достигается благодаря совместн о му использованию последовательной местной и общей параллельной обратной св я зи по току в промежуточных каскадах и параллельной обратной связи по напряж е нию в выходном каскаде. 2 Основная часть 2.1 Анализ исходных данных Средне статистический транзистор даёт усиление в 20 dB , по заданию у нас 30 dB , отсюда получим, что наш усилитель будет иметь как минимум 2 каскада. Реализуем усилитель на 2-х активных элементах. Уровень допустимых искажений АЧХ, по заданию, 3 dB , тогда на каждый каскад приходится по 1,5 dB . Вследствие того, что у нас будут перекрёстные обратные связи рис.(2.3.1), которые нам дадут хорошее согласование по входу и выходу, в них будет теряться 1/3 в ы ходного напряжения, то возьмём U вых в 1,5 раза больше заданного, т.е. 3В. 2.2 Расчёт оконечного каскада 2.2.1 Расчёт рабочей точки По заданному напряжению на выходе усилителя рассчитаем напряжение коллектор эмитер и ток коллектора (рабочую точку) [2] . U вых =1,5 U вых(заданного) =3 (В) I вых = = =0,06 (А) Рассмотрим два варианта реализации схемы питания транзисторного усил и теля [2]: первая схема реостатный каскад, вторая схема дроссельный каскад. Реостатный каскад: R к =50 ( Ом), R н =50 (Ом), R н~ =25 (Ом) рис(2.2.1.1) . Рисунок 2.2.1.1-Схема реостатного Рисунок 2.2.1.2- Нагрузочные прямые. каскада по переменному току. I вых = = =0,12 (А) U кэ0 = U вых + U ост , где (2.2.1) U кэ0 -напряжение рабочей точки или постоянное напряжение на переходе коллектор эмитер. U вых -напряжение на выходе усилителя. U ост -остаточное напряжение на транзисторе. I к0 = I вых +0,1 I вых , где (2.2.2) I к0 -постоянная составляющая тока коллектора. I вых -ток на выходе усилителя. U кэ0 =5 (В) I к0 =0,132 (А) Выходная мощность усилителя равна: P вых = = = 0,09 (Вт) Напряжение источника питания равно: E п = U кэ0 + U R к = U кэ0 + I к0 R к =11,6 (В) Мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора: P расс = U кэ0 I к0 =0,66 (Вт) Мощность потребляемая от источника питания: Р потр = E п I к0 =1,5312 (Вт) I вых = = =0,06 (А) Дроссельный каскад рис(2.2.1.3). Рисунок 2.2.1.3-Схема дроссельного Рисунок 2.2.1.4- Нагрузочные прямые. каскада по переменному току. По формулам (2.2.1) и (2.2.2) рассчитаем рабочую точку. U кэ0 =5 (В) I к0 =0,066 (А) P вых = = = 0,09 (Вт) E п = U кэ0 =5 (В) Р к расс = U кэ0 I к0 =0,33 (Вт) Р потр = E п I к0 =0,33 (Вт) Таблица 2.2.1.1- Характеристики вариантов схем коллекторной цепи. Е п ,(В) Р расс ,(Вт) Р потр ,(Вт) I к0 ,(А) С R к 11,6 0,66 1,5312 0,132 С L к 5 0,33 0,33 0,066 Из рассмотренных вариантов схем питания усилителя видно, что целесоо б разнее использовать дроссельный каскад. 2.2.2 Выбор транзистора и расчёт эквивалентных схем замещения. На основании следующих неравенств : U кэ0(допустимое) > U кэ0 * 1, 2 ; I к0 ( доп) > I к0 * 1.2; Р к расс > Р к расс(доп)* 1,2 ; f т >(3 10) * f в >2300 МГц выберем транзистор, которым будет являться 2Т996А [5] . Его параметры необходимые при расчете приведены ниже : с =4,6 пс- постоянная цепи обратной связи, С к =1,6 пФ- ёмкость коллектора при U кэ =10 В, 0 =55- статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмитером, U кэ0(доп) =20 В, I к0 ( доп) =200 мА- соответственно паспортные значения допустимого напряжения на коллекторе и постоянной составляющей тока коллектора, Р к расс(доп) =2,5 Вт-допустимая мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора , f т =5000 МГц- значение граничной частоты транзистора при которой =1, L б =1 нГн, L э =0,183 нГн- индуктивности базового и эмитерного выводов соответс т венно. . 2.2.2.1Расчёт параметров схемы Джиаколетто. Рисунок 2.2.2.1.1- Эквивалентная схема биполярного транзистора (схема Джиаколетто). Расчёт основан на [2]. С к(треб) =С к(пасп)* =1,6 =2,26 (пФ), где С к(треб) -ёмкость коллекторного перехода при заданном U кэ0 , С к(пасп) -справочное значение ёмкости коллектора при U кэ(пасп) . r б = =2,875 (Ом) ; g б = =0,347 ( C м) , где r б -сопротивление базы, -справочное значение постоянной цепи обратной связи. r э = = =0,763 (Ом), где I к0 в мА , r э - сопротивление эмитера. g бэ = = =0,023 , где g бэ -проводимость база-эмитер, -справочное значение статического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмитером. C э = = =41,7 (пФ) , где C э -ёмкость эмитера, f т -справочное значение граничной частоты транзистора при которой =1 R i = =100 ( Ом), где R i -выходное сопротивление транзистора, U кэ0(доп) , I к0 ( доп) -соответственно паспортные значения допустимого напряжения на коллекторе и постоянной составляющей тока коллектора. g i =0.01(См). 2.2.2.2Расчёт однонаправленной модели транзистора. Данная модель применяется в области высоких частот [4]. Рисунок 2.2.2.2.1- Однонаправленная модель транзистора. L вх = L б + L э =1+0,183=1,183 (нГн) , где L б , L э -справочные значения индуктивностей базового и эмитерного выводов соо т ветственно, L вх -индуктивность входа транзистора. R вх = r б =2,875 (Ом), где R вх -входное сопротивление транзистора. R в ых = R i =100 (Ом), где R в ых -выходное сопротивление транзистора. С вых =С к(треб) =2,26 (пФ) , где С вых -выходная ёмкость транзистора. f max = f т =5 ( ГГц), где f max -граничная частота транзистора. 2.2.3 Расчёт и выбор схемы термостабилизации. 2.2.3.1 Эмитерная термостабилизация. Эмитерная термостабилизация широко используется в маломощных каск а дах, так как потери мощности в ней при этом не значительны и её простота испо л нения вполне их компенсирует, а также она хорошо стабилизирует ток коллектора в широком диапазоне температур при напряжении на эмиттере более 3В [3 Рисунок 2.2.3.1.1-Схема каскада с эмитерной термостабилизацией. Рассчитаем параметры элементов данной схемы. Возьмём напряжение на эмиттере равным U э =4 (В) ; E п = U кэ0 + U э =9 (В) ; Сопротивление в цепи эмитера будет равно: R э = = =66 (Ом); R б1 = , I д =10 I б , I б = , I д =10 =10 =0,012 (А) , где R б1 -сопротивление базового делителя, I д -ток базового делителя, I б -ток базы. R б1 = =416,7 (Ом) ; R б2 = =391,6 (Ом). Наряду с эмитерной термостабилизацией используются пассивная и активная коллекторная термостабилизации. 2.2.3.2 Пассивная коллекторная : Рисунок 2.2.3.2.1- Схема пассивной коллекторной термостабилизации. С использованием [3] . R к =50 (Ом) ; U R к = I к0 R к =3,3 (В), где U R к -падение напряжения на R к . E п = U кэ0 + U R к =8,3 (В); I д =0,012 (А) ; R б = =360 (Ом) . Ток базы определяется R б . При увеличении тока коллектора напряжение в точке А падает и следовательно уменьшается ток базы, а это не даёт увеличиваться дальше току коллектора. Но чтобы стал изменяться ток базы, напряжение в точке А должно измениться на 10-20%, то есть R к должно быть очень велико, что оправд ы вается только в маломощных каскадах. Но в силу того, что мы будем применять п е рекрёстные обратные связи, данная схема нам не подходит. 2.2.3.3 Активная коллекторная термостабилизация. Можно сделать чтобы R б зависило от напряжения в точке А см. рис.(2.2.3.2.1). Получим что при незначительном уменьшении (увеличении) тока коллектора значительно увеличится (уменьшится) ток базы. И вместо большого R к можно поставить меньшее на котором бы падало порядка 1В [3] см. рис.(2.2.3.3.1). Статический коэффициент передачи по току второго транзистора =50; R к = = =15 , 15 (Ом); E п = U кэ0 + U R к =5+1=6 (В); Напряжение на базе второго транзистора будет равно: U Б2 = U кэ0 -0,7=5-0,7=4,3 (В); Ток коллектора второго транзистора будет равен: I к2 = I д1 =0,012 (А) ; I д2 =10 I б2 =10 = =0.0024 ( A ), где I д2 , I б2 -токи базового делителя и базы второго транзистора соответственно. R 3 = = =708 ,3 (Ом); R 1 = = =1,792 (кОм); Напряжение в рабочей точке второго транзистора будет равно ; R 2 = = =1500 (Ом) . Рисунок 2.2.3.3.1- Активная коллекторная термостабилизация. Данная схема требует значительное количество дополнительных элементов, в том числе и активных. Если С ф утратит свои свойства, то каскад самовозбудится и будет не усиливать, а генерировать, т.е. данный вариант не желателен, поскольку параметры усилителя должны как можно меньше зависеть от изменения параметров его элементов, по заданию. Основываясь на проведённом выше анализе схем те р мостабилизации выберем эмитерную. 2.3 Расчёт усилителя. Поскольку мы будем использовать перекрёстные обратные [1] , [3] , то все с о ответствующие элементы схемы будут одинаковы, т.е. по сути дела расчёт всего усилителя сводится к расчёту двух каскадов рис.(2.3.1). Достоинством данной схемы является то, что при выполнении условия схема оказывается согласван-ной по входу и выходу с КСВН не более 1,3 в диапазоне частот, где выполняется у с ловие 0,7. Поэтому практически отсутствует взаимное влияние каскадов друг на друга при их каскадировании Количество каскадов будет зависеть от требуемого К u и полосы пропускания, которые можно определить как : К u ( общ) = , где (2.3.1) К 0 -коэффициент усиления двух каскадов, n -число каскадов. К= (2.3.2) , где (2.3.3) f в -верхняя граничная частота усилителя на n каскадах. Выберем К=0.2, и произведём расчёт усилителя на двух каскадах см. рис.(2.3.1). К 0 = =18.7; b 1 = =6.18; b 2 = =14.9 По формуле (2.3.2) R ' э =10 (Ом), тогда R '' э = R э - R ' э =60.61-10=50.61 (Ом). Полное согласование по входу и выходу обеспечивается при выполнении условия , отсюда R ОС =250 Ом. , где (2.3.4) f в -верхняя граничная частота усилителя на двух каскадах, =0,145 (нс), С э , r э -ёмкость и сопротивление эмитера рассчитанные по схеме Джиаколетто. ; , где Y в -искажения в области верхних частот вносимые одним каскадом, f в -верхняя граничная частота по заданию. ( нс) ; ; ; (МГц) ; К u ( общ) = , К u ( общ) = (раз) ; Рисунок 2.3.1-Схема магистрального усилитель на двух каскадах. Как видно из расчёта мы имеем запас по полосе пропускания, но не дост а точный коэффициент усиления. Поэтому возьмём три каскада см. рис.(2.3.2), тогда по формулам (2.3.1) и (2.3.4) соответственно получим : К u ( общ) = (раз) , что соответствует 39,4 dB ; , (МГц); Рисунок 2.3.2- Магистральный усилитель на трёх каскадах. 2.4 Расчёт ёмкостей и дросселей. Проводимый ниже расчёт основан на [2] . - нижняя граничная частота по заданию. (пФ) ; ( мкГн) ; На нижних частотах неравномерность АЧХ обусловлена ёмкостями С р и С э , поэтому пусть 1,5 dB вносят С р и столько же С э . , где (2.4.1) R 1 и R 2 сопротивления соответственно слева и справа от С р Y н допустимые искажения вносимые одной ёмкостью. ( dB ), (раз), для С р1 и (раз), для С э . R 1 = R вых(каскада) , R 2 = R вх(каскада) = R н =50 (Ом), для С р1 (межкаскадной), R 1 = R г = R вых(3-го каскада) =50 (Ом), R 2 = R вх(каскада) = R н =50 (Ом), для С р2 , , , , где -параметры элементов схемы Джиаколетто, S 0 - крутизна транзистора. , (Ом), По формуле (2.4.1) рассчитаем С р . (пФ), (пФ), , , (нс), (нФ). РТФ КП 468730.001 ПЗ УСИЛИТЕЛЬ Лит Масса Масштаб Из Лист N докум. Подп. Д а та КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ Выполнил Булдыгин СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ Пров е рил Титов ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ Лист Листов ТУСУР РТФ Кафедра РЗИ гр. 148-3 Позиция Обозн. Наименование Кол Примечание Конденсаторы ОЖ0.460.203 ТУ С1,С9 КД-2-130 пФ 5% 2 С2,С5 КД-2-49 пФ 5% 2 С4,С7 С10 КД-2-1 нФ 5 3 С3,С6 С8 КД-2-39 пФ 5% 3 Катушки индуктивности L 1 .L2 L3 Индуктивность 10 мкГн 10% 3 Резисторы ГОСТ 7113-77 R 1, R5 R10 МЛТ– 0,125-430 Ом 10% 3 R 2 ,R7 R12 МЛТ– 0,125-390 Ом 10% 3 R 3 ,R8 R14 МЛТ– 0,5-10 Ом 10% 3 R 4 ,R9 R15 МЛТ– 0,5-51 Ом 10% 3 R 6, R11 , R13 МЛТ– 0,25-240 Ом 10% 3 Транзисторы VT 1 , VT2 , VT3 2Т996А 3 РТФ КП 468730.001 ПЗ Лит Масса Масштаб Из Лист N докум. Подп. Д а та УСИЛИТЕЛЬ Выполнил Булдыгин КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ Пров е рил Титов Лист Листов ТУСУР РТФ Перечень элементов Кафедра РЗИ гр. 148-3 3 Заключение В данном курсовом проекте разработан усилитель кабельных систем связи с использованием транзисторов КТ996А и перекрестных обратных связей, имеет сл е дующие технические характеристики : полоса рабочих частот (40-240) МГц ; коэ ф фициент усиления 39 дБ ; неравномерность амплитудно-частотной характеристики + 1,5 дБ ; максимальное значение выходного напряжения 2 В ; сопротивление генер а тора и нагрузки 50 Ом ; напряжение питания 9 В. Литература 1. Титов А.А. Упрощенный расчет широкополосного усилит е ля. // Радиотехника. 1979. № 6. 2. Мамонкин И.П. Усилительные устройства : Учебное пособие для вузов.-М. : Связь, 1977. 3. Титов А.А. Расчёт корректирующих цепей широкополосных усилитель-ных каскадов на биполярных транзисторах http://www/referat.ru./ download /2674.zip 4. А.А. Титов, Л.И. Бабак, М.В. Черкашин. Расчёт межкаскадной согл а сующей цепи транзисторного полосового усилителя мощн о сти.//Электронная техника. Сер. СВЧ-техника. Вып. 1(475),2000. 5. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощн о сти : Справочник/ А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др. Под редакцией А.В. Голомедова.-М.: Радио и Связь, 1989.-640с.: ил.
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
- Какое твоё коронное блюдо?
- Ну, я неплохо ставлю чайник!..
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по радиоэлектронике "Усилитель кабельных систем связи", 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