| 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.
Оглавление
Описание работы устройства. 3
LC-генератор с трансформаторной обратной связью. 3
Условия задания. 5
Параметры транзисторов. 5
Расчёт параметров схемы.. 6
Компьютерное моделирование генератора. 9
Вывод. 10
Список использованной литературы.. 11
Описание работы устройства
Генераторы синусоидальных колебаний осуществляют преобразования энергии источника постоянного тока в переменный ток требуемой частоты.
Генераторы синусоидальных колебаний выполняют с колебательным LC
-контуром и частотно-зависимыми RC
-цепями.
LC
-генераторы предназначены для генерирования сигналов высокой частоты – свыше нескольких десятков килогерц – а RC
-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.
Забиваем Сайты В ТОП КУВАЛДОЙ - Уникальные возможности от SeoHammer
Каждая ссылка анализируется по трем пакетам оценки: SEO, Трафик и SMM.
SeoHammer делает продвижение сайта прозрачным и простым занятием.
Ссылки, вечные ссылки, статьи, упоминания, пресс-релизы - используйте по максимуму потенциал SeoHammer для продвижения вашего сайта.
Что умеет делать SeoHammer
— Продвижение в один клик, интеллектуальный подбор запросов, покупка самых лучших ссылок с высокой степенью качества у лучших бирж ссылок.
— Регулярная проверка качества ссылок по более чем 100 показателям и ежедневный пересчет показателей качества проекта.
— Все известные форматы ссылок: арендные ссылки, вечные ссылки, публикации (упоминания, мнения, отзывы, статьи, пресс-релизы).
— SeoHammer покажет, где рост или падение, а также запросы, на которые нужно обратить внимание.
SeoHammer еще предоставляет технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз,
а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней.
Зарегистрироваться и Начать продвижение
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.
Условия задания
LC
-генератор построен с помощью транзистора КТ315Г, генератор с обратной связью
Рабочая частота f
= 250 кГц Входное напряжение U
= 12 В
Параметры транзисторов
| Наимен.
|
тип
|
Uкбо
(и),В
|
Uкэо
(и), В
|
Iк
max(и), мА
|
Pк
max(т), Вт
|
h21э
|
Iкбо
, мкА
|
fгр.
, МГц
|
Кш
, Дб
|
| КТ315А
|
n-p-n
|
25
|
25
|
100
|
0.15
|
30-120
|
0.5
|
250
|
-
|
| КТ315Б
|
20
|
20
|
100
|
0.15
|
50-350
|
0.5
|
250
|
-
|
| КТ315В
|
40
|
40
|
100
|
0.15
|
30-120
|
0.5
|
250
|
-
|
| КТ315Г
|
35
|
35
|
100
|
0.15
|
50-350
|
0.5
|
250
|
-
|
| КТ315Г1
|
35
|
35
|
100
|
0.15
|
100-350
|
0.5
|
250
|
-
|
| КТ315Д
|
40
|
40
|
100
|
0.15
|
20-90
|
0.6
|
250
|
-
|
| КТ315Е
|
35
|
35
|
100
|
0.15
|
50-350
|
0.6
|
250
|
-
|
| КТ315Ж
|
20
|
20
|
50
|
0.1
|
30-250
|
0.01
|
250
|
-
|
| КТ315И
|
60
|
60
|
50
|
0.1
|
30
|
0.1
|
250
|
-
|
| КТ315Н
|
20
|
20
|
100
|
0.1
|
50-350
|
0.6
|
250
|
-
|
| КТ315Р
|
35
|
35
|
100
|
0.1
|
150-350
|
0.5
|
250
|
-
|
| Uкбо
|
- Максимально допустимое напряжение коллектор-база
|
| Uкбо
и
|
- Максимально допустимое импульсное напряжение коллектор-база
|
| Uкэо
|
- Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер
|
| Uкэо
и
|
- Максимально допустимое импульсное напряжение коллектор-эмиттер
|
| Iк
max
|
- Максимально допустимый постоянный ток коллектора
|
| Iк
max и
|
- Максимально допустимый импульсный ток коллектора
|
| Pк
max
|
- Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без теплоотвода
Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
Попробуйте сервис онлайн-записи VisitTime на основе вашего собственного Telegram-бота:
— Разгрузит мастера, специалиста или компанию;
— Позволит гибко управлять расписанием и загрузкой;
— Разошлет оповещения о новых услугах или акциях;
— Позволит принять оплату на карту/кошелек/счет;
— Позволит записываться на групповые и персональные посещения;
— Поможет получить от клиента отзывы о визите к вам;
— Включает в себя сервис чаевых.
Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
Зарегистрироваться в сервисе
|
| Pк
max т
|
- Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора с теплоотводом
|
| h21э
|
- Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером
|
| Iкбо
|
- Обратный ток коллектора
|
| fгр
|
- граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером
|
| Кш
|
- коэффициент шума биполярного транзистора
|
Расчёт параметров схемы
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
Рис. 6. Схема
Вывод
В 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.
Список использованной литературы
1. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1982.
2. Горбачёв Г.Н. Промышленная электроника: учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1987.
3. Адамьян Ю.Э., Черняев И.В., Михайлов Ю.А. Информационно-измерительная техника и электроника: лабораторный практикум. – СПб.: СпбГПУ, 2001.
4. Изъюрова Г.И. Приборы и устройства промышленной электроники. – М., Высшая школа, 1975.
5. http://antimel.narod.ru/
|
