Реферат: Универсальный генератор - 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

Универсальный генератор

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 55 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИ Й УНИВЕРСИТЕТ имени Н. Э. БАУМАНА УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. Расчетная часть работы по курсу "Основы электроники" Цель работы: изучение свойств и принципов действия усилителей низкой частоты на биполярных транзисторах, изучение методики проектирования и расчета генераторов колебаний прямоугольной формы с управляемой час тотой следования импульсов. Задание: Обозначение Значение Мощность, рассеиваемая на нагрузке, Вт. P н 15 Сопротивле ние нагрузки, Ом. R н 5 Нижняя частота, Гц. f min 10 Верхняя частота, кГц. f max 10 Амплитуда напряжения на входе оконечного каскада, В. U вх ОК 2 Обоснование структурной схемы. Для генерирования прямоугольных импульсов, частота следования которых регулируется с помощью аналогового сигнала , можно выбрать схему функционального генератора с управляемой частото й выходного сигнала. Структурная схема приведена на черт.1. Для возбуждения колебаний используется коммутатор (повторитель напряж ения, знак которого зависит от состояния транзистора ) и триггер Шмидта ( к омпаратор с положительной обратной связью ). Для формирования временных интервалов используется интегратор. Диф.каскад вводится, так как нижняя частота полосы пропускания равна 0.3 Гц , (смотри ниже) и можно говорить, что выходной усилитель - усилитель постоя нного тока (УПТ). Из чего следует, что если использовать на входе выходного усилителя просто емкость, то ее величина будет составлять порядка сотен микрофарад или единиц миллифарад, а это достаточно большие величины. Оконечный каскад будет выполняться в виде двухтактного каскада, так как нагрузка по заданию низкоомна. При правильном подборе режима работы, при менение последнего, позволит повысить КПД и понизить нелинейные искаже ния на выходе усилителя. Для "раскачивания" двухтактного усилителя и согласования используется предварительный усилитель ОЭ, управляющий входным током транзисторов. ГСТ используются для стабилизации токов ОЭ и Диф.каскада. Для значительного уменьшения нелинейных искажений на выходе генератор а, используется ООС. Расчётная часть Генератор колебаний прямоу гольной формы с регулируемой частотой следования. Частота следования о пределяется аналоговым сигналом. 1. Выбираем ОУ. Т.к. мы имеем маломощный генератор, то U max вых ОУ = ± 10-12 В, а т.к. сигнал меняе тся в пределах 3-х порядков по частоте, то U min вых ОУ = ± 10-12 В, следовательно e см < 10 мВ Желательно, чтобы скорость нарастания импульса была больше, а зависимос ть e см от Т мен ьше. Данным параметрам удовлетворяет ОУ К154УД2 U вых = ± 10В, R н = 2 кОм, С = 3 ё 10 нФ, V = 75 В/мкс, К e см = 20 мкВ/ K 2. Стабилитрон – элемент включаемый в с хему для стабилизации U вых при скачках E п . U стабилизаци и равно U триггера Шмидта => мы вы бираем КС182 A , у которого U ст = 8,2 В 3. R 7 U R 7 - U с т = 10-8,2 = 1,8 B , R 7 = U R 7 / I ОУ = 1,8В/5 мА = 360 Ом 4. R 5 – резистор, необходимый для падения на нём части сигнала при о ткрытом диоде VD 1 для предохране ния от перегрева полевого транзистора (для того, чтобы привести последни й в закрытое состояние требуется малый сигнал) R 5 = ( U ст – U д )/0,2 Ч I m = 7,5 кОм 5. Диод VD 1 – необходим для отсечки отрицательного полупериода сигна ла, получаемого с триггера Шмидта, для приведения полевого транзистора в открытое состояние (ключ замкнут) Д220 : I m = 5мА, U = 50В – удовлетворяет нашим условиям. Расчёт интегратора: I R = I C = 0,8 Ч I max = 4мА , R 6 = U max / I R =10В/4мА = 2,5кОм , С 1 = U max /4 Ч U ст Ч F max Ч R 6 = 6нФ. Расчёт инвертирующего усилителя: I вых = 5 мА. Необ ходимо, чтобы большая часть сигнала пошла на интегратор I R 4 = 1мА; I интеграт. = 4 мА , R 1 = R 4 = U вых / I R 4 = 10В/1мА = 10 кОм. Для уменьшения помех, создаваемых усилителем, R 2 = R 3 = R 1 || R 4 = = 10кОм/2 =5 кОм. Расчёт делителя напряжения: R вх ок = 4,3 кОм, U вх ок = 2 В, U вых дел = I дел Ч R 8 = U стаб Ч R 8 /( R 8 + R 9 ) = U вх ок = 2 В, R 8 + R 9 Ј R вх ок Ј 4,3 кОм, 8,2 Ч R 9 /( R 8 + R 9 ) = 2В R 8 + R 9 = 4,3 кОм , откуда R 8 = 3,25 кОм, R 9 = 1,05 кО м. II. Эскиз источника питания. Нам необходимо получить два равных по величине и симметричных относительно земли напряжения: положительное и отрицате льное. Мы используем для этого наиболее очевидную схему - мостовой выпря митель. Благодаря соединению среднего вывода вторичной обмотки трансф орматора с общей шиной у нас в любой полупериод входного напряжения на п ротивоположных концах выходной обмотки имеется положительное и отрица тельное напряжения. Благодаря емкостям осуществляется двуполупериодн ое выпрямление выходного напряжения трансформатора. III. Расчёт оконечного каскада, обеспечивающего усиление сигнала по мощности. 1. Определяем рабочий ди апазон оконечного каскада: f min = 10 Гц T max = 0,1 c f max = 10 4 Гц T min = 10 -4 c На вход подаются прямоугольные импульсы а) На верхних частотах: OK эквивалентен U вых ( t ) = U m Ч (1 – e - t имп/ t ) t фр = 2,3 Чt , t - постоянная времени схемы, t имп.мин = 1/2 Ч T min = 1/(2 Ч f max ) = 1/(2 Ч 10 4 ) = 5 Ч 10 -5 c , обычно считают t фр = 0,1 Ч t имп min = 5 Ч 10 -6 с (наша цель – сделать как можно меньше t фр ), а так как t в ч = t фр /2,3 , то f вч = 2,3/ t фр Ч 2 p = = 73кГц б) На нижних частотах: OK эквивалентен U вых ( t ) = U m Ч e - t имп/ t d = D / U m = 0,1 (наша цель - сделать как можно меньше D ), U m - D = U m Ч e - t имп/ t , следо вательно 1 - d = e - t имп/ t , t нч = t имп / d , t нч = t имп /0,1, t имп = 1/2 Ч T max = 1/(2 Ч f min ) = 1/(2 Ч 10) = 0,05 c , t нч = 0,05/0,1 = Ѕ c , след овательно f нч = 0,3 Гц, считаем f нч = 0. f пред ( > 5 Ч f вч ) = 400 кГц , f гран = h 21Э Ч f пред = 50 Ч 400кГц = 20 Мгц Определимся с режимами работы транзисторов. Для транзисторов VT1 и VT2 лучше использовать режимы работы класса АВ. Это немного снизит энергетически е показатели работы транзисторов, но зато приведет к значительному умен ьшению нелинейных искажений на выходе. Для остальных транзисторов выбе рем режим А. 2. Расчёт параметро в транзисторов эмиттерного повторителя ( VT 1 и VT 2). Потребляемая мощность P потр = I m Ч п ; мощность, потр ебляемая нагрузкой н = I m Ч m ; 2 Ч m pасс. = P потр - P н ; P' m pаб = 0, следовательно E п = 2U m , P m pасс ? = . Так как R н = 5 Ом, а P н = 15 Вт, то амплитудные значения сигнала на нагрузке: U m н = В, I m н = U m н /R н = 9/5 = 1,8 А, а необходимое напряжение питания: E п = U кэ + U m н = 2 + 9 = 11 В. Требуемый коэффициент усиления К U = = 9/2 = 4,5 , а мощность, рассеиваемая на коллекторе одного тра нзистора: Р m pасс » 0,1 Ч = 0,1 Ч 11 2 /5 = 2,42 Вт. Исходя из полученных данных, выбираем транзисторы, так чтобы P Kmax > P m расс = 2,42 Вт, I Kmax > I m н = 1,8 А, U КЭ0 max > 2 Ч E п = 22 В, а f гр / h 21Э > 5 Ч f вч = 400 кГц : VT1 VT2 марка транзистора КТ850Б КТ851Б тип транзистора p-n-p n-p-n I Kmax – постоянный ток коллектора, А 2 2 U K Э0 max – посто янное напряжение кол.-эм. ( I б =0), В 45 45 P Kmax – постоянная рассеиваемая мощность коллектора, Вт 2,5 2,5 статич. коэф-т передачи тока в схеме с ОЭ h 21 , минимальное зна чение 65 65 f гр граничная част ота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ, МГц 20 20 Найдем ток баз транзисторов (максимальный входной ток) и входное напряже ние каждого транзистора оконечного каскада: I Б max = I Kmax / h 21Э = I m н / h 21Э = 1,8/65 = 0,028А, U Б max » U m н = 9 В, входное сопротивление оконечного каскада: R вх ОК = ( h 21Э + 1) Ч R н = 66 Ч 5 = 330 Ом. 3. Расчёт транзистора ус илителя с ОЭ (VT3). Транзистор VT 3 работает в режиме А (однотактный). Так как R вых ГСТ2 >> R вх ОК , то = 28 мА (I m ГСТ2 = 0). Тогда пусть = 30 мА – постоянная соста- вляющая тока коллектора VT 3. Очевидно, что от выбора I К0 з ависит мощность, рассеиваемая на транзисторе VT3. Поэтому для того чтобы по ставить маломощный транзистор, желательно I К0 снизить. Считая U K Э0 » E п = 11 В, находим P m расс = I K 0 Ч U K Э0 = 0,03 Ч 11 =0,33Вт, исходя из полученных данных, выбираем транзистор ы, так чтобы P Kmax > P m расс = 0,33 Вт, I Kmax > I КЭ m = 0,028 + 0,030 =58 мА, U КЭ0 max > 2 Ч E п = 22 В, а f гр / h 21Э > 5 Ч f вч = 400 кГц : VT3 марка транзистора КТ604БМ тип транзистора n-p-n I Kmax – постоянный ток коллект ора, А 0,2 U K Э0 max – постоянное напряжение кол.-эм. ( I б =0), В 250 P Kmax – постоянная рассеива емая мощность коллектора, Вт 3 статич. коэф-т переда чи тока в схеме с ОЭ h 21 , минимальное значение 30 f гр гранична я частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ, МГц 40 Рассчитаем коэффициент усиления VT3: K U = U вых /U вх = = =30 Ч 330/(150 + 13) = 88 Рассчитаем максимальный входной ток VT 3: I Б m = I КЭ m / h 21Э = 0,058/30 = 1,9 мА Расчёт генератора стабильного тока (ГСТ2). ГСТ является активной нагрузкой для каскада ОЭ. Он нам необ ходим для поддержки на входе оконечного каскада постоянного сигнала. Об ыкновенный резистор не годится, так как при этом возникает смещении поте нциала, и в выходной цепи возникнет нестабильность, приводящая к искажен иям сигнала. Поэтому в качестве ГСТ мы будем использовать транзистор VT4 в схеме ОБ. Мощность, рассеиваемая на VT4: P m pacc = I K 0 VT 4 Ч U K 0 VT 4 = I K 0 VT 3 Ч E п = 0,03 Ч 11 = = 0,33Вт, исходя из полученных данных, выбираем транзи сторы так, что P Kmax > P m расс = 0,33 Вт, I Kmax > I КЭ m = 0,028 + 0,030 =58 мА, U КЭ0 max > 2 Ч E п = 22 В, а f гр / h 21Э > 5 Ч f вч = 400 кГц : VT4 марка транзистора КТ941А тип транзистора p-n-p I Kmax – постоянный ток коллектора, А 0,3 U K Э0 max – постоянное напряжение кол.-эм. ( I б =0), В 30 P Kmax – постоянная рассеива емая мощность коллектора, Вт 4 статич. коэф-т переда чи тока в схеме с ОЭ h 21 , минимальное значение 20 f гр граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с О Э, МГц 300 Определяем значения сопротивлений R 18 , R 19 , R 20 : для улучшения характеристик ГСТ используем отрицательную обратную свя зь по току, поставив R Э = R 20 = U R20 /I К0 VT4 = 1/0,058 » 20 Ом, где U R20 = E п – (U m н + U БЭ VT1 + U KЭ VT4 ) = 11 – (9 + 0,7 + 0,3) = 1 В. Расчёт делителя: I Б0 VT4 = I К /h 21Э = 0,058/20 = 2,9 мА, I дел і (5…10) Ч I Б0 VT4 = 20 мА, R 18 = (U R20 + U БЭ VT4 )/I дел = (1 + 0,7)/0,02 » 100 Ом R 19 = (Е п – U R18 )/I дел = (11 - 1200 Ч 0,0015)/0,02 » 500 Ом Выполним проверку: R вых ГСТ2 = , где R Б = R 18 Ч R 19 /( R 18 + R 19 ) = 100 Ч 500/(100+500) = 85 Ом, h 11Э = r Б + ( h 21Э + 1) Ч r э = 100 + (20 + 1) Ч 0,44 = 53,3 Ом, г де r Э = j т / I К0 VT 4 = = 0,026/0,058 = 0,44 Ом, h 22Э = 1/ r КЭ = 10 -4 , подставляем: R вых ГСТ2 = 10 4 Ч (85 + 53,3 + 21 Ч 20)/(85 + 53,3 + 20) = 35 кОм, т.е. R вых ГСТ2 >> R вх ОК и мы можем пренебречь пульсацией тока на выходе D I = U m н / R вых ГСТ2 = 11/35000 = 0,3 мА. 5. Расчет дифференциального каскада. Положим, I Э m дифф = I К m VT5,6 > (5 ё ) Ч Б mVT3 = 15 мА , I К0 VT 5,6 = I К m VT 5,6 + 0,05 Ч I К m VT 5, VT 6 = 16 мА; R 13 = I БЭ VT3 / I К0 VT5,6 = 0,7/0,016 » 50 Ом Расчитаем транзисторы для данного каскада. Р m расс = I К0 Ч U К0 = 0,016 Ч 11 = 0.176 Вт. Теперь мы можем подобрать транзисторы VT 5 и VT 6 так, чтобы P Kmax > P m р асс = 0,176 Вт, I Kmax > I К m VT 5,6 + I К0 VT 5,6 = 0,015 + 0,016 = 31 мА, U КЭ0 max > E п = 22 В, а f гр / h 21Э > 5 Ч f вч = 400 кГц : VT5, VT6 марка транзистора КТ107Б тип транзистора p-n-p I Kmax – постоянный ток коллектора, мА 100 U K Э0 max – постоянное напряжение кол.-эм. ( I б =0), В 45 P Kmax – постоянная рассеива емая мощность коллектора, Вт 0,3 статич. коэф-т переда чи тока в схеме с ОЭ h 21 , минимальное значение 120 f гр граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с О Э, МГц 200 Определим ток эмиттера транзисторов I Б = I К / h 21Э , то есть I Э = ( h 21 + + 1) Ч I Б = ( h 21 + 1) Ч I К / h 21 » I К0 VT 5,6 = 16 мА. Посто янная составляющая I Э VT 5 = I К VT 5 = 5 Ч I Б VT 3 = 5 Ч 0,0015 = 7,5 мА, при э том выходной ток ГСТ1 I К ГСТ1 = 2 Ч I Э VT 5,6 = 2 Ч 0,0075 = 15 мА, м ощность, рассеиваемая на VT 7 Р расс m = I K 0 Ч U K 0 = 0.015 Ч 11=0.165 Вт. Исходя из полученных данных, выбираем VT 7 так, что P Kmax > 2 Ч P m расс VT 5,6 = 0,352 Вт, I Kmax > 2 Ч I К0 VT 7 = 32 мА, U КЭ0 max > E п = 11 В: VT7 марка транзистора П504 тип транзистора p-n-p I Kmax – постоянный ток коллектора, мА 500 U K Э0 max – постоянное напряжение кол.-эм. ( I б =0), В 45 P Kmax – постоянная рассеива емая мощность коллектора, Вт 0,4 статич. коэф-т переда чи тока в схеме с ОЭ h 21 , минимальное значение 10 f гр граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с О Э, МГц 10 Определим значения резисторов R 10 , R Ч 11 , R 14 . Дабы повыси ть сопротивление ГСТ1, падение напряжения на R 14 пол агаем U R 14 = 0,8 В; I Э VT 7 = I Б VT 7 + I К VT 7 ; I Б VT 7 = I К VT 7 / h 21Э , то есть I Э VT 7 = I К VT 7 » 0,015 А; R 14 = U R 5 / I Э VT 7 = 0,5/0,016 = 31,25 Ом, по лагаем 35 Ом. I Б VT 7 = 0,015/10 = 1,5 мА; I дел ГСТ1 = 10 Ч I Б VT 7 = 15 мА; R 10 = ( U R 14 + U БЭ VT 7 )/ I дел = (0,8 + 35 Ч 0,015)/0,015 » 88,3 Ом, выбираем R 10 = 100 Ом; R 11 = (Е п – U R 10 )/ I дел = (11 - 100 Ч 0,015)/0,015 » 633 Ом, выбираем R 11 = 650 Ом. Проверим R вых ГСТ1 = ( R Б + h 11Э + ( h 21Э + 1) Ч R Э / h 22Э Ч ( R Б + h 11Э + R Э ), где R Б = R 10 Ч R 11 /( R 10 + R 11 ) = 87 Ом; h 11Э = r Б + ( h 21Э +1) Ч r Э = 100 + (10 + 1) Ч Ч 0,026/0,015 = 120 Ом, h 22Э = 10 -4 , тогда R вых ГС Т1 = 10 4 Ч (87 + 120 + 81 Ч Ч 35)/(87 + 120 + 35) = 126 кОм, что нам и было нужно. Найдем R 12 . Для согласования каскадов возьмем R 12 >> r вх VT 5 ; r вх VT 5 = r Б VT 5 + r Э VT 5 Ч h 21Э VT 5 = r Б VT 5 + (0,026/ I Э VT 5 ) Ч h 21Э VT 5 = 100 + + (0,026/0,015) Ч 81 = 240 Ом. Положим R 12 = 10 кОм 6. Расчет диодов организующих смещение транзисто ров ЭП Диоды, позволяющие работать эмиттерному повторит елю в режиме класса В, можно выбрать по единственному параметру – проте кающему току: I Д = 35 м А, выбираем УД413В 7. Расчет системы отрицательной обратной связи Необходимый коэфф-т усиления выходного каск ада К U = U вых / U вх = = 9/2 = 4,5. Но нам известно, что если общий коэффициент усиления много больше тр ебуемого, то коэффициент усиления равен глубине обратной связи: К U = K /(1 + bЧ K ) » 1/ b = 4.5, то есть b = 0,22, где b - коэф фициент передачи обратной связи. Определим К U дифференциального каскада: К U д ифф = U вых / U вх = I K Ч R KN /( I Б Ч r вх ) = bЧ R KN /( r Б + r Э Ч (1+ b )) » R KN / r Э , R KN = R 13 Ч r вх каск ОЭ /( R 13 + r вх каск ОЭ ), r вх каск ОЭ = r Б каск ОЭ + ( h 21Э VT 3 + 1) Ч r Э каск ОЭ = 100 + 0,026 Ч 30/0,03 = 126 О м, R КН = 50 Ч 126/(50+126) = 35,8 Ом, r Э VT 5,6 = 0,026/0,016 = 1,6 Ом K U дифф = 35,8/1,6 = 22,4 К U = K U дифф Ч К U ОЭ = 22,4 Ч 88 = 1971 >> 4.5, в идно, что общий коэффициент усиления много больше требуемого. Тогда для резисторов R 17 и R 16 получаем систему b = R 16 /( R 17 + R 16 ), R 16 < r вх ДифКаск , R 16 + R 17 >> R н . Выбрав R 16 =65 Ом, получим R 17 = R 16 / b - R 16 = 65/0,22 – 65 =230 Ом. Данные значения сопротивлений удо влетворяют всем условиям.
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
На свадьбе свидетель заявил:
- К сожалению, я совсем не знаю невесту, и поэтому я не могу поздравить жениха. Но я очень хорошо знаю жениха, и поэтому не могу поздравить невесту...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

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