Расчёт элементов и узлов аппаратуры связи
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?ь. Для этого используем усилитель, которую подключим между генератором и нелинейным преобразователем.
Передаточная функция этой схемы:
Так как Um вх=2,5 В, а Um вых ген=4,942 В, тогда :
R1R210 кОм5,06 кОм
Расчет нелинейного преобразователя
Используя проходную ВАХ диода, графически определим вид тока на выходе
Для расчета тока и напряжения на выходе нелинейного преобразователя необходимо сделать аппроксимацию ВАХ. Амплитуда выходного сигнала достаточно велика, поэтому выберем кусочно-линейную аппроксимацию
По ВАХ определяем Uотс=0,3 В
Для расчета крутизны S выбираем любую точку на прямой, аппроксимирующей ВАХ Для расчета крутизны S выбираем любую точку на прямой, аппроксимирующей ВАХ, например UБЭ = 0,8 В, IК = 3 мА, тогда
Рассчитываем угол отсечки:
Затем вычисляем функции Берга
Постоянная составляющая и амплитуды гармоник спектра тока iвых рассчитывается по формуле:
Imk = S Um gk(q), k = 0, 1, 2, 3, ...
Ограничиваясь третьей гармоникой, имеем:
Напряжение на выходе нелинейного преобразователя при наличии разделительного конденсатора не пропускающего постоянную составляющую uвых = iвых • Rк .
Амплитуды гармоник выходного напряжения:
Расчёт электрических фильтров
Требуется рассчитать полосовой фильтр для выделения второй гармоники при частоте генерируемых колебаний 200 кГц, Неравномерность ослабления в ПЭП DA = 0,5 дБ, минимально допустимое ослабление в ПЭН Аmin = 30 дВ (рис. 2.13). Частота 3-ой гармоники равна 600 кГц, следовательно, 0= 600 кГц.
По заданным DА и Amin и, выбрав порядок фильтра п = 3 определяем нормированную частоту, соответствующую границе ПЭН НЧ- прототипа W3 =3,2 Далее находим граничные частоты ПЭП и ПЭН.
Входная характеристика Выходные характеристики
Так как , то задавшись f3, = 500 кГц, т.е.
найдем Учитывая соотношение , определим
Решая совместно систему
,
получаем:
Пользуясь табл. 3.5 находим полюсы передаточной функции НЧ- прототипа:
Для отыскания полюсов передаточной функции ПФ, воспользуемся соотношением:
Pi,j ПФ
Полученные значения полюсов
Передаточная функция ПФ может быть записана в виде произведения трех сомножителей второго порядка
,
где
.
Коэффициенты при р в знаменателях сомножителей аi = 2?i, а свободные члены a0i = ?i2 + wi2.
Для реализации полученной передаточной функции необходимо выбрать тип звеньев, для чего найдем вначале добротности полюсов соответствующих сомножителей, используя соотношение
.
В результате расчетов получим
Их таблицы 3.6 выбираем для реализации всех сомножителей схему 3. Для отыскания элементов звена, соответствующего первому сомножителю Н(р), составим систему уравнений:
.
Зададимся С6 =С7 = С = 5 10-9 Ф.
Кроме того, выберем R1 =R2 = 1/wпС. Здесь wп - частота полюса, определяемая для данного сомножителя, как
Итак,
Решая систему относительно элементов R5, R3, R4 получим
Для расчета АЧХ и ослабления фильтра в выражении Н(р) осуществим замену р = jw, тогда |Н(jw)| запишется:
Ослабление фильтра связано с АЧХ выражением:
.
Найдем частоты ПЭП, при которых А и АЧХ принимают максимальные и минимальные значения. Из таблицы 3.8 для характеристик
НЧ-прототипа имеем при n = 3: W1min = 0; W1max = 0,5; W2min = 0,866; W2max=1.
Для нахождения соответствующих частот характеристики ПФ воспользуемся соотношениями:
,
.
Полученная частотная зависимость ослабления удовлетворяет заданным нормам DА и Amin.
По результатам расчетов построим графики АЧХ и зависимость ослабления от частоты полосового фильтра.
График АЧХ (рис. 12), зависимость ослабления от частоты полосового фильтра (рис. 13).
Зависимость ослабления от частоты
Амплитудно-частотная характеристика
57090061110061730062298062800063990064540069080090,197,3198,399,2100101,9102,81100,2370,4951,1040,7610,7611,2671,2670,5230,641,7730,8071,1271,1270,7170,7170,33111,5055,488-0,8591,5321,072-2,056-2,0869,636,476-4,9740,863-1,038-1,0381,7362,6368,6030,050,890,990,8610,860,910,07180,5100,500,30,50518
Расчет выходного усилителя
Напряжение устройства выделения третьей гармоники Uвых треб= 3 В, амплитуда напряжения второй гармоники Um2=239 мВ , напряжение на выходе фильтра будет:
требуемый коэффициент усиления
Возьмем схему:
Зададим R1=1 кОм, тогда 1,935 кОm
R1R21 кОм1.935 кОм
Заключение
В данной курсовой работе я рассчитывал такие устройства как автогенератор, развязывающее (усилительное) устройство, нелинейный преобразователь, электрические фильтры. В качестве задающего автогенератора были использованы схемы на биполярных транзисторах КТ301 и рассчитаны следующие показатели: сопротивление