Geum.ru

Расчет элементов и узлов аппаратуры связи

Курсовой проект - Компьютеры, программирование

Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование

Министерство РФ по связи и информатизации

УрТИСИ СибГУТИ

(уральский филиал)

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

"Расчет элементов и узлов аппаратуры связи"

 

 

Выполнил: Плишкин М.Ю

Группа МЕ-72

Проверил: Зраенко С.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Екатеринбург

2010г

Оглавление

 

  1. Введение
  2. Техническое задание на устройство
  3. Расчет автогенератора
  4. Расчет спектра сигнала на выходе нелинейного преобразователя

5. Расчет развязывающего устройства

6. Расчет электрических фильтров

7. Расчет выходного усилителя

8. Заключение

9. Литература

 

1. Введение

 

Цель работы: в процессе данной работы необходимо спроектировать широко распространенное в аппаратуре связи устройство, вырабатывающее так называемую "сетку частот", то есть несколько гармонических колебаний. Подобное устройство содержит автогенератор, вырабатывающий исходное (задающее) колебание; нелинейный преобразователь, искажающий форму сигнала; набор активных фильтров, выделяющих требуемые гармоники, и масштабирующие усилители предназначенные для согласования входных и выходных сопротивлений устройств, а так же для поддержания необходимого уровня формируемого сигнала. В качестве задающего автогенератора в работе используются схемы на биполярных транзисторах с пассивной лестничной RC-цепью обратной связи. При расчете автогенератора необходимо рассчитать: значения всех элементов схемы, амплитуду стационарного колебания на выходе генератора.

Нелинейный преобразователь строится на основе биполярных, полевых транзисторов или полупроводниковых диодах. Анализ схемы нелинейного преобразователя включает в себя аппроксимацию ВАХ нелинейного элемента и расчет спектрального состава выходного тока и напряжения.

В качестве активных фильтров используются активные полосовые RC-фильтры на основе операционных усилителях с полиномиальной аппроксимацией частотной характеристики полиномами Чебышева. Развязывающие (усилительные) устройства представляют собой масштабирующие усилители на интегральных микросхемах.

 

2. Техническое задание на устройство

 

Технические требования к устройству.

Заданные параметрыОбозначенияТребования к автогенератору

  1. Тип автогенератораСхема 1
  2. Тип транзистораКТ301
  3. Частота генерацииfГ=3*10^5 Гц
  4. Напряжение питанияUпит авт=18 В
  5. Сопротивление коллекторной цепиRк=3 кОмТребования к нелинейному элементу
  6. Тип нелинейного преобразователяСхема 3
  7. Тип нелинейного элемента2Д104А
  8. Напряжение смещенияU0=-3 В
  9. Напряжение питанияUпит=-0.5 В
  10. Напряжение на входеUm= 1.3 ВТребования к электрическим фильтрам
  11. Напряжение питанияUпит Ф=10 В
  12. Набор выделяемых частот1 гармоника
  13. Выходное напряжениеUm вых=8 В
  14. Ослабление полезных гармоник (неравномерность ослабления в полосе пропускания)?А=0,5 дБ
  15. Степень подавления мешающих гармоник (ослабления в полосе пропускания)Аmin=36 дБТребования к развязывающим и усилительным устройствам
  16. Напряжение питанияUпит ус=10 В
    17. 3. Расчет автогенератора Рассчитаем RC-автогенератор на биполярных транзисторах 2Т658А, схема 1. Частота генерации fГ=20 кГц Напряжение питания Uпит авт=30 В Сопротивление нагрузки в коллекторной цепи Rк=1,5 кОм
Схема 1

 

В стационарном режиме работы автогенератора на частоте генерации должны выполняться условия баланса амплитуд и баланса фаз:

 

 

где - модули передаточных функций ;

- аргументы этих передаточных функций.

Для данной схемы

 

 

Отсюда видно, что , следовательно, для выполнения условия баланса фаз необходимо, чтобы цепь обратной связи вносила сдвиг фаз, равный .

Получаем выражение для частоты генерации

 

 

и коэффициент передачи цепи обратной связи на частоте генерации

 

 

Входное сопротивление Rн составного транзистора

 

 

где - коэффициент усиления транзистора по току (для VT1);

- входное сопротивление транзистора VT2

Для определения нужно выбрать рабочую точку транзистора.

Для этого вначале строим проходную характеристику транзистора Iк=F(Uбэ) зависимость действующего значения тока в выходной цепи от входного напряжения Uбэ.

Исходными данными для построения проходной характеристики являются:

входная характеристика транзистора Iб=F(Uбэ) (Рис. 1)

выходная характеристика транзистора Iк=F(Uкэ) (Рис. 2)

На семействе выходных характеристик транзистора Кт301 (Рис. 1) проводим нагрузочную прямую через точки с координатами (0, Uпит )и (Uпит / Rк, 0)

По точкам пересечения нагрузочной прямой с выходными характеристиками строим промежуточную характеристику Iк=F(Iб) (рис 3)

 

Рис 1

 

Рис 2

 

?Iб = 25 мкА

 

Iб. mА00,0250,050,0750,10,125Iк.mА0,11,12,0533,94,2

Рис 3

Используя полученную зависимость (Рис. 3) и входную характеристику Iб=F(Uбэ) (Рис. 1), определяем требуемую зависимость Iк=F(Uбэ) (Рис. 4)

 

Uбэ, В0.30.40.50.550.610,63Iб. mА00,0250,050,0750,10,125Iк. mА0,11,12,0533,94,2

Рис 4

 

По проходной характеристике определяют положение рабочей точки. Зададимся значением Uбэ0 = 0,5В - это середина линейного участка проходной ВАХ

Тогда по входной ВАХ транзистора определяют в рабочей точке

 

=

 

Коэффициент усилен