2216

Расчёт транзисторного генератора

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Краткий обзор генераторов. Классификация и структурная схема генераторов. Понятие о стабилизации частоты автогенератора. Расчет элементов схемы АГ с учетом заданных параметров. Расчет параметров резистивного усилителя с эмиттерной стабилизацией и фиксированным напряжением базы.

Русский

2013-01-06

343.52 KB

295 чел.

Курсовой проект

Расчёт транзисторного генератора

Выполнил:

Группа:

Проверил:

Вологда

2012 г.


СОДЕРЖАНИЕ

1. Задание на курсовой проект

2. Краткий обзор генераторов

2.1 Классификация и структурная схема генераторов

2.2 Условие баланса амплитуд и фаз в автогенераторе

2.3 Понятие о стабилизации частоты автогенератора

3. Выбор электросхемы автогенератора

4. Обоснование выбора транзистора

5. Расчет элементов схемы АГ с учетом заданных параметров

5.1 Расчет параметров резистивного усилителя с эмиттерной стабилизацией и фиксированным напряжением базы

5.2 Расчет колебательного контура

6. Описание полной схемы АГ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

СПИСОКИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ


1. Задание на курсовой проект

Произвести проектирование усилителя с фиксированным напряжением на базе и эмиттерной стабилизацией. Необходимо:

1.Обосновать выбор схемы и её элементов

2.Произвести графо-аналитический расчёт усилителя

3.Выполнить электрическую принципиальную схему усилителя

4.Составить таблицу спецификации

5.Произвести экспериментальное исследование усилителя

6.Сделать выводы и заключения по курсовому проекту

Исходные данные: напряжение источника питания Ек = 12 В

сопротивление нагрузки Rн = 3 кОм

частота f = 450 кГц

максимальное входное напряжение Uвх.мах.=5 мВ


2. Краткий обзор генераторов

2.1 Классификация и структурная схема генераторов

Генератор - устройства, предназначенные для создания переодических электрических колебаний. Генераторы делятся на автогенераторы и генераторы с внешним возбуждением.

Автогенератор – источник электромагнитных колебаний, в котором возбуждаются самопроизвольно без внешнего воздействия.

Генераторами с внешним возбуждением называют усилители мощности в передатчиках. В отличие от усилителей мощности, рассмотренных в главе 5, которые не содержали фильтрующих цепей — колебательных контуров на выходе усилителей, генератор с внешним возбуждением имеет на выходе либо один колебательный контур, либо связанные контуры для фильтрации колебаний и выделения нужных спектральных составляющих колебаний. Активный нелинейный элемент — транзистор или электровакуумная лампа — работает в таком усилителе в режиме с отсечкой тока — режиме класса АВ или В — для получения малой величины постоянной составляющей тока через активный элемент, малой мощности питания и высокого КПД.

По форме генерируемых колебаний генераторы делятся на два класса: генераторы гармонических колебаний и генераторы негармонических колебаний.

Гармонические колебания нужны в первую очередь как несущие колебания при передаче информации, негармонические колебания используются, например, для создания импульсов с целью обработки информации в ЭВМ или развертки изображения в телевизионных системах.

Генераторы гармонических колебаний часто содержат колебательные LC контура, резонансная частота которых определяется формулой Томсона . Эти генераторы называются генераторами томсоновского типа. Частота колебаний такого генератора близка к резонансной частоте контура.

Однако иногда генераторы гармонических колебаний, как и все генераторы негармонических колебаний, не содержат колебательных контуров. В этом случае период колебаний генератора негармонических колебаний определяется временем установления (временем релаксации) равновесия в линейных цепях генератора. Поэтому иногда эти генераторы называются релаксационными генераторами.

Структурная схема автогенератора изображена на рис. 1. Она содержит источник питания — источник постоянного напряжения, активный нелинейный элемент — как правило, транзистор или электровакуумную лампу, линейную цепь, в частности, контур LC в генераторах томсоновского типа, RC цепь во многих релаксационных генераторах и сопротивление нагрузки.

Линейная цепь, в основном, определяет частоту колебаний автогенератора. Незначительное влияние на частоту колебаний оказывают емкости активного элемента.

Активный элемент регулирует поступление энергии от источника питания к линейной цепи и определяет амплитуду колебаний.

Если бы линейная цепь не имела потерь, как, например, идеальный LC контур, то колебания в такой системе могли бы существовать бесконечно, они бы не затухали. Но во всех реальных системах такие потери есть. К линейной цепи можно отнести и сопротивление нагрузки RH, на котором выделяется интересующая нас мощность колебаний. В случае гармонических колебаний она равна (UM— амплитуда колебаний). Для существования незатухающих колебаний — колебаний с постоянной амплитудой UM — необходимо скомпенсировать потери энергии колебаний в системе, характеризуемые в первую очередь Рн.

Рис. 1

Эта компенсация потерь энергии осуществляется с помощью активного нелинейного элемента, который вводит в систему дополнительную энергию, характеризуемую Раэ. Зависимость Раэ(Uм2) для всех активных элементов нелинейна и описывается одной из двух кривых Раэ1 или Раэ2, изображенных на рис. 2. На этом же рисунке изображена линейная зависимость относительно квадрата амплитуды напряжения UM по оси абсцисс. Для простоты предполагается, что других потерь в системе нет. В точках пересечения зависимостей Раэ и Рн имеет место баланс энергии — равенство поступающей в систему энергии, характеризуемой Раэ, и теряемой в нагрузке Рн:

Раэ = Рн

Эти точки характеризуют состояния равновесия системы. Возможны два состояния равновесия — устойчивое и неустойчивое.

Рис. 2

При включении автогенератора гармонические колебания в нем отсутствуют и Um = 0. Однако в автогенераторе существуют флуктуации токов и напряжений, связанных с хаотичным движением электронов и дырок. Под действием флуктуации появляются малые колебания в системе, которые могут либо нарастать, либо затухать. Для зависимости Раэ1 (рис. 2.) при малых Um вводимая в систему энергия превышает рассеиваемую (Раэ1 > Рн) и амплитуда колебаний в автогенераторе будет нарастать, пока не достигнет значения Uml. Дальнейший рост Um приведет к тому, что мощность потерь превысит мощность Раэ1, и колебания в системе будут затухать до значения Uml, если же они уменьшатся до значения, меньшего Uml, то окажется, что Раэ > Рн и амплитуда колебаний в системе снова будет расти до значения Uml. Поэтому точка I является точкой устойчивого равновесия, а начало координат Um = 0 — неустойчивого.

Режим самовозбуждения автогенератора, характеризуемый монотонно нарастающей зависимостью Раэ1, называется мягким режимом. Колебания в этом режиме с течением времени растут от нуля из-за наличия флуктуации в системе и достигают стационарного значения Uml.

Если же зависимость Раэ2 является немонотонно нарастающей функцией (рис. 2.), то могут быть две точки 2 и 3 пересечения зависимостей Раэ2 и Рн, а также начала координат. Пока амплитуда колебаний в системе меньше Um3, эти колебания будут затухать. Таким образом, стационарные колебания в данной системе возникнуть под действием флуктуации не могут — начало координат является точкой устойчивого равновесия. Для возникновения стационарных колебаний в такой системе нужен электрический толчок, надо подать внешний импульс, который создаст колебания с амплитудой Um>Um3. Амплитуда таких колебаний будет нарастать и достигнет значения Um2. Легко проверить, что точка 2 является точкой устойчивого равновесия, а точка 3 — неустойчивого. Такой режим возбуждения, характеризуемый немонотонно нарастающей зависимостью Раэ2, называется жестким режимом. Он характеризуется большим КПД, чем в случае мягкого режима, но для запуска генератора нужен внешний импульс.

Наибольшее распространение в настоящее время получили автогенераторы на активных трехполюсниках: транзисторах и электровакуумных приборах. Эти автогенераторы можно рассматривать как усилители с положительной обратной связью.

В зависимости от активного элемента различают транзисторные и диодные автогенераторы. Идея создания транзисторного автогенератора основана на том, чтобы обеспечить режим транзистора приблизительно такой же, как в усилителе мощности. При этом на вход транзистора подаются колебания не от внешнего источника, а из собственного резонатора через цепь обратной связи.

Диодные автогенераторы обеспечивают стационарные колебания за счет специфических процессов в генераторных диодах, обратная связь здесь осуществляется автоматически без применения специальных элементов.

2.2 Условие баланса амплитуд и фаз в автогенераторе

Если в усилителе с последовательной обратной связью выполняется условие

,       (1)

то и усилитель превращается в автогенератор, т.е. в устройство, на входе которого имеется переменное напряжение со стационарной (не зависящей от времени амплитудой) Uвыхm конечной величины на определенной частоте при отсутствии напряжения Uвхm той же частоты на входе устройства. В этом случае автогенератор можно представить в виде замкнутого кольца, состоящего из усилителя и цепи обратной связи (рис. 3).

Рис. 3

    (2)

В (2)  — это изменение фазы сигнала при прохождении цепи обратной связи, иначе говоря — набег фазы в цепи обратной связи, к — набег фазы в усилителе. С учетом (2) выражение (1) можно переписать в виде:

Последнее равенство выполняется тогда и только тогда, когда

1) K = 1;           (3)

2) +к=2n           (4)

Соотношение (3) называют условием баланса амплитуд, (4) — условием баланса фаз, т. е., используя такую терминологию, можно сказать — чтобы усилитель превратился в генератор, необходимо выполнение двух условий:

1) условия баланса амплитуд и

2) условия баланса фаз.

Исследуем подробнее условие баланса амплитуд. Соотношение (1) можно записать в виде:

, т.е.

Суть работы автогенератора состоит в следующем: сигнал , пройдя через усилитель, увеличивается до величины ; часть его, пройдя через цепь обратной связи, ослабляется до Uос, это напряжение поступает на вход усилителя; при устойчивой работе автогенератора возвратившийся на вход автогенератора сигнал () равен исходному (Uynp м), так как общие потери в замкнутом кольце рис. 3. компенсируются в активной части (в усилителе) за счет имеющихся источников энергии.

Если K > 1, то при этом Uoc м > Uynp м, и возвратившийся на вход усилителя сигнал (Uос м) больше исходного (Uупр м), т. е. за 1 цикл сигнал, проходя все кольцо автогенератора, увеличивает свою амплитуду; увеличивая таким образом свою амплитуду за каждый цикл, сигнал, казалось бы, должен достигнуть бесконечно большой амплитуды и мощности, но это находится в противоречии с законом сохранения энергии, так как энергия и мощность источника питания автогенератора конечна, т. е. в автогенераторе должен быть механизм, ограничивающий нарастание амплитуды сигнала. Ограничение амплитуды происходит благодаря нелинейным свойствам активного элемента — зависимости амплитуды выходного напряжения uвых от входного uвх, что определяет зависимость коэффициента усиления усилителя, входящего в автогенератор, от управляющего напряжения. Существуют два вида зависимости K(Uynp м), которые изображены на рис. 4. (а, б). Если рабочая точка выбрана на линейном участке управляющей характеристики транзистора (для полевого транзистора ic(um), для биполярного iк)), то с ростом сигнала зависимость K(Uynp м) соответствует рис. 4а. Этот режим характеризуется большой постоянной составляющей тока I0, протекающего через транзистор, большой мощностью питания Ро = ЕпI0 и малым КПД = Рн / ЕпI0. При больших амплитудах Uynp м коэффициент усиления иногда называется средним коэффициентом усиления.

При выборе рабочей точки вблизи нуля зависимость K(UynpM) соответствует рис. 4б. Этот режим характеризуется малым значением постоянной составляющей тока, протекающего через транзистор, меньшей мощностью питания и большим КПД 50%. Если зависимость K(Uynp м) имеет вид, приведенный на рис. 4а, то генератор работает в мягком режиме, если К(Uynp м) имеет вид, приведенный на рис. 4б, то генератор работает в жестком режиме.

Условие баланса амплитуд определяет амплитуду колебаний в автогенераторе.

Если выполняется условие баланса фаз (4), то это означает, что сигнал, прошедший усилитель, возвращается через цепь обратной связи на вход усилителя в фазе с исходным сигналом, в итоге управляющее напряжение возрастает, ток через активный элемент возрастает, мощность сигнала на выходе также возрастает, т. е. сигнал как бы сам себя «подталкивает». Обычно баланс фаз выполняется только на определенной частоте, которая и является частотой колебаний в автогенераторе. Поэтому условие баланса фаз позволяет найти эту частоту.

2.3 Понятие о стабилизации частоты автогенераторов

Изменение частоты  колебаний автогенератора определяет его нестабильность частоты /ген. Причинами изменений частоты могут быть внутренние шумы в автогенераторе, например, шумы транзисторов и резисторов в транзисторных автогенераторах. Шумы определяют кратковременную нестабильность частоты. Для уменьшения кратковременной нестабильности надо выбирать транзисторы с малым уровнем шумов. Другими причинами изменений частоты могут быть изменения питающих напряжений и температуры. Эти причины определяют долговременную нестабильность частоты. Для уменьшения долговременной нестабильности необходима стабилизация питающих напряжений и температуры, в частности использование термостатов — устройств, поддерживающих постоянную температуру. И кратковременная и долговременная нестабильности тем меньше, чем выше добротность колебательной системы генератора. В обычных контурах с сосредоточенными катушками индуктивности и конденсаторами удается получить добротность в несколько сотен, в диэлектрических резонаторах — в несколько тысяч и десятков тысяч, в кварцевых резонаторах—до миллиона, в сверхпроводящих резонаторах — около миллиарда.


3. Выбор электросхемы автогенератора

Для наших условий наиболее подходящей является схема транзисторного усилителя с фиксированным напряжением базы и эмиттерной стабилизацией.

Этот выбор обусловлен тем, что необходим усилитель небольшой мощности с частотой 450 кГц. По данным требованиям подходит усилители, построенные на биполярных и полевых транзисторах. Преимущество полевых транзисторов и операционных усилителей перед биполярными большие входные сопротивления и коэффициенты усиления, однако, у полевых транзисторов большой коэффициент шума, а у операционных усилителях чересчур малая выходная мощность, следовательно, необходим дополнительный усилитель.

Существует три вида схем применимых для биполярного транзистора:

  1.  с общим эмиттером;
  2.  с общей базой;
  3.  с общим коллектором.

Наиболее приемлема схема с общим эмиттером, так как она имеет наиболее высокий КПД и выходную мощность (коэффициент усиления по напряжению). Самое широкое применение в радиоэлектронике получила транзисторная схема усилителя с фиксированным напряжением на базе и эмиттерной стабилизацией. Это объясняется тем, что она обладает наилучшими выходными параметрами, за счет эмиттерной стабилизации точка покоя (при изменениях температуры) более стабильна, нежели в усилителях другого типа. Также произведя расчет схемы для определенного транзистора, в последующем его можно заменить транзистором того же типа без замены других элементов.

Исходя из заданной частоты колебаний 450 кГц, необходим генератор высокочастотных колебаний. Простейшей схемой удовлетворяющей данному условию будет трехточечная схема автогенератора. Для выбора колебательного контура из двух существующих схем трехточеных генераторов (индуктивная и емкостная трехточки) выберем схему емкостной трехточки, по следующим причинам:

- стабильность частоты создаваемой генератором, собранным по этой схеме выше, чем генератора с индуктивной трехточкой. Это объясняется тем, что напряжения здесь снимаются с емкостей, сопротивления которых, как известно, падают с ростом частоты. В результате, содержание высших гармоник в напряжениях в схеме емкостной трехточки существенно меньше, чем в схеме индуктивной трехточки;

- выше нагрузочная способность контура;

Усилитель с эмиттерной стабилизацией и фиксированным напряжением на базе. 

Включение с общим эмиттером обеспечивает усиление, как тока, так и напряжения сигнала. Усиление мощности в таком включении наибольшее, но сильно изменяется при изменении режима работы, температуры и замене транзисторов. Входное сопротивление транзистора при включении с общим эмиттером значительно выше, чем при включении с общей базой, и лежит в пределах от нескольких Ом (для мощных транзисторов) до тысяч Ом (для маломощных). При увеличении сопротивления нагрузки входное сопротивление уменьшается. Входное сопротивление ниже, чем при включении с общей базой, и уменьшается при увеличении сопротивления источника сигнала.

При применении схем эмиттерной стабилизацией обеспечивается более высокая стабильность рабочей точки. Стабилизация рабочей точки транзистора необходима вследствие того, что имеется большой разброс статических характеристик транзисторов для разных образцов и зависимость их формы от температуры. Простейшим методом стабилизации рабочей точки является введение отрицательно обратной связи по постоянному току, чтобы изменения входного напряжения или тока, вызванные обратной связью, противодействовали влиянию дестабилизирующих факторов, сдвигающих рабочую точку в выходной цепи.

Действие обратной связи объясняется следующим образом. При увеличении, например, из-за роста температуры тока коллектора покоя Iк0 возрастает ток эмиттера покоя Iэ0 и падение напряжения на резисторе, поскольку Uэп = Iэп * Rэ. Так как напряжение между базой и землей (база – земля) Uбз фиксировано базовым делителем R1, R2, и Uбз = Uб0 + Uэ0, то с увеличением напряжения Uэ0 уменьшается напряжение Uб0 . Это приведет к призакрыванию транзистора, уменьшению тока базы покоя Iб0, и, следовательно, снижению тока коллектора покоя Iк0. Тем самым производится компенсация первоначального увеличения тока коллектора покоя.

Включение резистора Rэ в цепь эмиттера изменяет работу каскада и при усилении переменного сигнала. Переменный ток эмиттера создает на резисторе Rэ падение напряжения Uэ=Iэ*Rэ, которое уменьшает усиливаемое напряжение подводимое к базе транзистора, ведь Uбэ =Uвх - Uэ, при этом снижается и коэффициент усиления каскада, поскольку действует ООС по переменному току. Для её исключения резистор Rэ шунтируют конденсатором Cэ достаточно большой ёмкости.

4. Обоснование выбора транзистора

Основные причины изменения частоты генерации fг при вариации режима работы транзистора являются изменения его емкости и фазового угла φs. Чем больше φs, тем сильнее сказывается воздействие дестабилизирующего фактора на генерируемую частоту. Поэтому в АГ используются транзисторы, у которых на частоте генерации еще незаметно проявления инерционных свойств. Для этого достаточно, чтобы fг была в диапазоне (0,1..0,3) fs, где fs – граничная частота транзистора по крутизне.

В АГ для повышения стабильности транзистор должен работать в облегченном режиме, поэтому Uпит и Iк нужно выбирать из условий:

Iк ≤ (0,2..0,4)Iк max    Uпит=Uкэ≤(0,3..0,5)Uкэ max

При выборе Iк нужно учитывать, что завышение ведет к сильной зависимости от параметров транзистора, а снижение ведет к снижению отношения сигнал/шум, появлению паразитных амплитуд и фаз модуляции.

При данных условиях необходим транзистор маломощный среднечастотный. К ним относится транзистор типа 1Т308А. Он предназначен для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний высокой частоты и работы в импульсных схемах.

Предельные эксплуатационные данные транзистора:

Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ  = 25…75

Постоянное напряжение коллектор-эмиттер Uкэ = 12 В

Постоянное напряжение эмиттер-база Uэб = 3 В

Постоянный ток коллектора Iк = 50 мА

Постоянная рассеиваемая мощность коллектора Pк = 150 мВт

Температура p-n перехода = +85оС

Граничное напряжение при Iэ = 10 мА, не менее 15 В

Обратный ток коллектора при Uкб = 5 В не более 2мкА

Обратный ток эмиттера при Uэб = 3 В не более 1000 мкА


5. Расчет элементов схемы АГ с учетом заданных параметров

5.1 Расчет усилителя с эмиттерной стабилизацией и фиксированным напряжением на базе

Нулевое приближение

Входные характеристики транзистора 1Т308А

Таблица 1

Uкэ=0В

Iб, мкА

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Uбэ, мВ

118

141

151

161

168

173

177

181

185

188

Uкэ=5В

Iб, мкА

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Uбэ, мВ

215

241

256

266

275

282

287

292

297

301

Выходные характеристики транзистора 1Т308А

Таблица 2

Iб, мА

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Uкэ, В

Iк1, мА

Iк2, мА

Iк3, мА

Iк4, мА

Iк5, мА

Iк6, мА

Iк7, мА

Iк8, мА

Iк9, мА

Iк10, мА

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,25

0,432

0,890

1,450

2,040

3,720

4,520

5,680

6,780

7,860

8,460

0,5

0,474

1,044

1,730

2,450

4,140

5,060

6,120

7,320

8,520

9,890

1

0,486

1,068

1,950

2,810

4,500

5,440

6,600

7,820

8,940

10,540

1,5

0,490

1,080

2,052

2,990

4,680

5,700

6,900

8,120

9,320

10,920

2

0,500

1,110

2,070

3,120

4,800

5,820

7,140

8,340

9,600

11,120

5

0,540

1,230

2,370

3,540

5,280

6,300

7,740

9,060

10,440

11,820

9

0,600

1,380

2,574

3,900

5,700

6,900

8,400

9,720

11,280

12,560

На входной характеристике находим точку покоя, данная точка будет находится на линейном участке. Расположим точку покоя так, чтобы Uвх полностью находилась на линейном участке и при этом напряжение в точке покоя имело минимально возможное значение. По условию действующее значение Uвх=5 мВ, тогда амплитудное значение будет мВ и ширина зоны будет равна 14,142 мВ. Положение точки покоя примем равным Uбэ0=289 мВ и соответствующее ему значение Iб0=146 мкА.

На выходной характеристике находим значение тока покоя коллектора Iк0=8,136 мА

Uкэ0=5 В

URЭ =(0,05..0,1)Ек=1,2 В

Iд.=(3...5) Iб0=5 Iб0 =730 мкА

Находим сопротивление цепи коллектора

Ом

Находим сопротивление цепи эмиттера

Ом

Ом

Ом

Ф = 24,49 нФ

Строим нагрузочную характеристику:

Для этого необходимо определить точки пересечения нагрузочной характеристики с осями на выходной характеристике.

1) при Uкэ=0:

мА

2) при Iк=0:

В

По нагрузочной характеристике строится проходная характеристика Iк(Uвх), и выбирается новая точка покоя.

Таблица 3

Iк, мА

0,540

1,230

2,370

3,540

5,280

6,300

7,740

9,060

10,440

11,820

Iб, мкА

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Uбэ, мВ

215

241

256

266

275

282

287

292

297

301

Первое приближение

Из проходной, выходной и входной характеристик находим Uбэ0, Iк0, Iб0 и Uкэ0, для новой точки покоя.

Iк0=8,2 мА  Uбэ0=289 мВ  Iб0=146 мкА  Uкэ0=5,3 В

Находим сопротивление цепи коллектора

Ом

Находим сопротивление цепи эмиттера

Ом

 Ом

 

Ом

Ф = 25,05 нФ

Строим нагрузочную характеристику:

Для этого необходимо определить точки пересечения нагрузочной характеристики с осями на выходной характеристике.

1) при Uкэ=0:

мА

2) при Iк=0:

В

На этом расчеты можно закончить, потому что нагрузочная линия практически не отличается от нагрузочной линии в нулевом приближении.

Коэффициент усиления по напряжению:

Коэффициент передачи по току:

5.2 Расчет колебательного контура.

Требуемая частота колебаний f=450 кГц.

1) Задаем характеристическое сопротивление контура ρ.

Выбираем ρ из промежутка 50…200Ом. Выберем значение характеристического сопротивления контура равным ρ=75Ом.

2) Емкость контура:

3) Рассчитываем индуктивность контура по формуле:

4) Выбираем коэффициент положительной обратной связи из условий:

 

   

Т.к. k>kmin и , то получим и

, т.е. возьмем C2 = 98 нФ

5) Т.к. Z1 должен иметь индуктивный характер, то , т.е.

6) , т.е. и

7)

Таблица 4

параметр

значение

Uкэ0, В

5,3

Iб0, мкА

146

Uбэ0, мВ

289

Iк0, мА

8,2

Rк, Ом

670

МЛТ – 0,125 680 Ом 2%

Rэ, Ом

144

МЛТ – 0,125 143 Ом 2%

R1, кОм

14,398

МЛТ – 0,125 14,3 кОм 2%

R2, кОм

2,551

МЛТ – 0,125 2,55 кОм 2%

Ср1, мкФ

10

К50-3Б 12В 10 мкФ

Ср2, мкФ

50

К50-3А 12В  50 мкФ

С1, нФ

471,8

К53-16А 10В 0,47 мкФ

С2, нФ

98

К53-1А 10В 0,1 мкФ

С3, нФ

5

К15-У2 10В 5100 пФ

Ск, нФ

4,72

К15-У2 10В 4700 пФ

Сэ, нФ

25,05

К10-50 «в» 10В 0,024 мкФ

Lк, мкГн

26,54

27 мкГн


6. Описание полной схемы АГ

Автогенератор собран на усилителе с фиксированным напряжением базы и с эмиттерной стабилизацией. Усилитель состоит из делительных сопротивлений R1 и R2, транзистора VT, коллекторного R3, эмиттерного R4 сопротивлений и емкости C4. Делительные сопротивления устанавливают на базе такое напряжение Uбэ, чтобы точка покоя находилась на линейном участке входной характеристики транзистора VT (транзистор приоткрывается). Сопротивления коллектора R3 и эмиттера R4 определяют предельные значения напряжения Uкэ транзистора и коллекторного тока Iк, причем R4 необходим для стабилизации точки покоя при повышении температуры. Величину сопротивления R4 выбирают из условия URэ=(0.05…0.1)Eк. Если превысить номинальную величину R4, то уменьшится выходное напряжение (Uкэ), а преуменьшение ведет к незначительной стабилизации напряжения базы. Емкость C4 нужна для того, чтобы уменьшить влияние переменной составляющей эмиттерного тока на напряжение Uбэ0 (точку покоя).

В колебательном контуре, собранном из емкостей C1, C2, C3 и индуктивности L1 наводятся контурные токи, за счет тепловых наводок. Благодаря избирательности контура, токи, частота которых выше или ниже некоторого диапазона, быстро затухают. Вследствие наведения токов на обкладках конденсатора C2 возникает переменное напряжение, которое подается на базу транзистора (по положительной обратной связи) и усиливается. Переменная составляющая усиленного тока (Iк) поступает обратно на контур и при совпадении фаз (при условии баланса фаз) усиливает наведенные токи контура. Емкость C6 нужна для того, чтобы отсечь постоянную составляющую выходного напряжения.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В теоретической части данной работы был сделан обзор существующих импульсных генераторов и генераторов гармонических колебаний.

В практической части был разработан транзисторный генератор заданной частоты и выходного напряжения. Были рассчитаны его основные блоки. Обоснован выбор автогенератора, а также сделан расчет схемы усилителя и колебательного контура. Расчетные данные сверялись с данными полученными в ходе проведения эксперимента. Также представлена схема генератора.


СПИСОК ИСПОЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1) Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники и связи: Учебник для вузов. –2-е изд., перераб. и доп. –М.: Высшая школа. –2002. –510с.

2) Петров Б.Е., Романюк В.А. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах: Учебное пособие для радиотехнических специальностей вузов. – М.: Высшая школа. – 1989. – 232 с.: ил.

3) Головин О.В. Радиоприемные устройства: Учебник для техникумов. – М.: Высшая школа. – 1987. – 440 с.: ил.

4) Хотунцев Ю.Л., Лобарев А.С. Основы радиоэлектроники. Учебное пособие для студентов физических и технолого-экономических факультетов, а также факультетов технологии и предпринимательства пединститутов и педуниверситетов. М.: Агар, 2000. – 288., илл.


Uкэ=5 В

Uкэ=0 В

Приложение 1

Входные характеристики

1

П

2

 


Приложение 2

Выходные характеристики

П

Iб=200 мкА

Iб=180 мкА

Iб=160 мкА

Iб=140 мкА

Iб=120 мкА

Iб=100 мкА

Iб=80 мкА

Iб=60 мкА

Iб=20 мкА

Iб=40 мкА

П'


Приложение 3

Проходная характеристика

2’

П'

1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

63080. Методика проведення вступного інструктажу під час уроку виробничого навчання на тему «Підготовка самохідних машин до роботи» 59.77 KB
  Метою курсової роботи є закріплення, поглиблення й систематизація наукових знань і практичних навичок студентів з проведення вступного інструктажу на тему: «Підготовка самохідних машин до роботи».
63081. Уроки физической культуры в начальных классах 3.14 MB
  Уроки физической культуры — основная форма обучения, воспитания и развития учащихся. В процессе обучения физическим упражнениям дети с нарушениями интеллекта приучаются выполнять их в различных условиях: утром при проведении зарядки, на уроках письма, математики, ручного труда.
63082. РОЗВИТОК МОРСЬКИХ ПОРТІВ У КОНТЕКСТІ РОЗШИРЕННЯ ТРАНСПОРТНО-РОЗПОДІЛЬЧОГО ТА ТРАНЗИТНОГО ПОТЕНЦІАЛУ УКРАЇНИ 29.48 KB
  Загальна характеристика проблеми Чинники які обумовлюють зростаючу роль морських портів. У цьому контексті зростатиме роль морських портів як однієї із найважливіших ланок національної транзитно-транспортної інфраструктури.
63085. Географія основних галузей промисловості світу 19.56 KB
  Мета: формувати в учнів систему знань про основні галузі промисловості світу; продовжити навчання учнів навичкам колективної роботи в ході вивчення нового матеріалу; вдосконалення вміння учнів працювати із компютером статистичним матеріалом складати...