Курсовая работа по электронике «lc -генератор с обратной связью»
| скачать Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Кафедра ТВН Курсовая работа по электронике «LC-генератор с обратной связью» Работу выполнили студенты группы 3022/2: Mel (http://antimel.narod.ru/) Коян Работу принял ______________ Санкт-Петербург 2004 г. ОглавлениеОглавление 2 Описание работы устройства 3 LC-генератор с трансформаторной обратной связью. 3 Условия задания 5 Параметры транзисторов 5 Расчёт параметров схемы 6 Вывод 10 Список использованной литературы 11 ^ Генераторы синусоидальных колебаний осуществляют преобразования энергии источника постоянного тока в переменный ток требуемой частоты. Генераторы синусоидальных колебаний выполняют с колебательным ^ -контуром и частотно-зависимыми RC-цепями. LC-генераторы предназначены для генерирования сигналов высокой частоты – свыше нескольких десятков килогерц – а ^ -генераторы используются на низких частотах – вплоть до одного герца. Генераторы LC-типа основаны на использовании избирательных LC-усилителей, обладающих частотной характеристикой вида: АЧХ избирательных усилителей. f0 – резонансная частота fВ, fН – боковые частоты Частотная избирательность усилителей создаёт высокую помехозащищённость систем, работающих на фиксированных частотах, что широко используется в устройствах автоматического управления и контроля. На способности выделения с помощью избирательных усилителей фиксированы гармонических составляющих из широкого спектра частот входного сигнала основана работа ряда измерительных устройств промышленной электроники. Избирательные усилители широко распространены в радиоприёмных и телевизионных устройствах, а также в многоканальных системах связи. Здесь они решают задачу настройки приёмного устройства на фиксированную частоту принимаемой ситуации, не пропуская сигналы других частот. Схемная реализация LC-генераторов достаточно разнообразна. Они могут отличаться способами включения в усилитель колебательного контура и создания в нём положительной обратной связи. Рассмотрим схемы генераторов LC с колебательным контуром. ^ Усилительный каскад (рис. 1.) выполнен на транзисторе ОЭ с известными элементами R1, R2, RЭ, CЭ предназначены для задания режима покоя и температурной стабилизации. Выходной сигнал снимается с коллектора транзистора. Параметрами колебательного контура является ёмкость конденсатора C и индуктивности L первичной обмотки w1 трансформатора. Сигнал обратной связи снимается с вторичной обмоткой w2, индуктивно связанной с обмоткой w1 и подаётся на вход транзистора. Отклонение   Рис. 1. Схема генератора с трансформаторной обратной связью Сигнал обратной связи может быть снят непосредственно с колебательного контура. Ввиду зависимости величин L, C колебательного контура и параметров транзистора от температуры наблюдается зависимость от температуры и частоты f. В условиях постоянства температуры нестабильность частоты вызвана изменением дифференциальных параметров транзистора в зависимости от изменения положения точки покоя усилительного каскада, что в частности, обуславливает необходимость его стабилизации. Наибольшая стабильность частоты достигается при использовании в генераторах кварцевого резонатора. Высокая стабильность частоты обуславливается тем, что кварцевый резонатор, являясь эквивалентом последовательного колебательного контура, обладает высокой добротностью. Генераторы LC-типа реализуются в виде гибридных интегральных микросхем, в которых реактивные элементы L, C применяют в качестве навесных. ^ LC-генератор построен с помощью транзистора КТ315Г, генератор с обратной связью Рабочая частота f = 250 кГц Входное напряжение U = 12 В ^
Для нахождения тока на коллекторе необходимо построить график зависимости напряжения от этого тока с учётом, что максимальная допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без теплоотвода составляет 150 мВ (см. параметры транзисторов в таблице). После построения графика (рис. 4.) к нему нужно провести касательную, проходящую через точку на оси абсцисс 12 В, эта точка соответствует входному значению напряжения, данного в задании курсовой работы. Точка пересечения касательной с осью ординат даст номинальное значение коллекторного тока. Для нормальной работы транзистора ток на коллекторе берётся в четыре - пять раз меньше.  Рис. 4. График зависимости тока на коллекторе от напряжения  С учётом термостабилизации напряжение на коллекторе  , напряжение питания распределяется между напряжением коллектора и эммитера в пропорции 10 к 1 – это применимо к более мягким условиям эксплуатации, а, например, для более жёстких условий – большой разброс рабочих температур – на коллектор подаётся 80% от входного напряжения.По найденному из графика значению  и взятому  из выше изложенных условий можно найти значение сопротивления на коллекторе:  связано с значением индуктивности в цепи и ёмкости эммитера следующим выражением:  , где значение корня является волновым сопротивлением цепи  .  Найдя значение волнового сопротивления, и, зная, что по условию частота работы генератора составляет 250 кГц, можно составить систему уравнений.  Решив систему, получаем значения емкости конденсатора С и параметра индуктивности L:   Статический коэффициент передачи тока  биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером выбирается близким к наименьшему значению или приравнивается к нему самому. С помощью и уже известного значения тока на коллекторе находится ток базы. Ток, проходящий через сопротивление  , берётся в четыре раза больше. Отсюда по первому закону Кирхгофа находится ток на резисторе  . Используя закон Ома, находятся сопротивления резисторов  , , , необходимые параметры цепи были посчитаны выше.   Полученные расчётные значения:  Окончательные результаты, сведённые с табличными значениями:  Компьютерное моделирование генератора Для проверки работоспособности генератора был использован компьютерный пакет OrCad. При помощи его были получены график напряжения на коллекторе (рис. 5.), а также построена электрическая схема со всеми расчётными параметрами (рис. 6.). При моделировании были приняты некоторые допущения, например, отечественный транзистор КТ315 был заменён моделью Q2N3906, как наиболее схожим с ним.  Рис. 5. Графики напряжений на коллекторе транзистора КТ315Г  ^ ВыводВ соответствии с заданием разработан LC-генератор с обратной связью на транзисторе КТ315Г. Форма колебаний напряжений синусоидальна, среднее значение напряжения на коллекторе составляет 12 В при входном напряжении 12 В, его амплитуда равна 15 В. Рабочая частота соответствует требованиям условия задания и равна 250 кГц. ^
|
отлично
2 