Расчет автогенератора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Задание

Функциональная схема синтезатора

Расчет автогенератора

Расчет насыщенного симметричного триггера

Спецификация

Задание

В курсовом проекте необходимо по предлагаемой методике произвести расчет LC-автогенератор и один их элементов делителя частоты - синхронизирующий триггер с общим (счетным) входом.

Задание также предполагает описание работы синтезатора частот, поэтому необходимо выполнить следующие пункты:

- ведение;

- описание работы синтезатора частот;

- принципиальная схема и расчет автогенератора;

- принципиальная схема и расчет триггера;

- спецификация элементов электрических схем;

- краткие выводы.

Исходные данные:

Вид автогенератора - LC

P_ar = 0,6Вт - мощность генератора

f = 307МГц - частота

U_m = 1.6 В - амплитуда выходного напряжения

P = 0.3 Вт - потребляемая мощность

U_maх = 0.5 В - амплитуда запускающих импульсов

R_r = 350 Ом - внутреннее сопротивление источника

Функциональная схема синтезатора

автогенератор синтезатор частота триггер

В соответствии с заданием к курсовому проекту необходимо разработать синтезатор частот.

Синтезатор частот - один из самых распространенных узлов современных радиостанций, сотовых систем радиосвязи, спутниковых систем. Исключительно широко применяются синтезаторы частот в измерительной аппаратуре: высокочастотных генераторах, анализаторах спектров и т.д. Функциональная схема синтезатора частот представлена на рисунке 1.

Рис. 1

Рассмотрим на общем уровне принцип работы данной схемы.

Генератор, управляемый напряжением (ГУН), представляет собой обычный LC-генератор, в котором емкость контура, определяющего частоту генерации, представлена варикапом. Принцип работы варикапа, как известно, следующий - емкость данного полупроводникового прибора зависит от обратного напряжения на его электродах.

Опорный генератор выполняется в виде кварцевого генератора, как правило, по схеме емкостной трехточки. Остальная часть схемы рассматривается как кольцо фазовой автоподстройки (ФАПЧ). Отличием от стандартной схемы ФАПЧ является наличие частотного детектора в этом кольце автоподстройки. Рассматриваемое устройство совмещает в себе аналоговые и цифровые. Так автогенератор аналоговое устройство, а делители, выполненные на синхронизируемых триггерах, и цепи управления ими с помощью десятично-двоичного кода представляют собой элементы импульсно-цифровых устройств.

Такие синтезаторы могут работать в режимах ручной подстройки каналов или автоматической перестройки (транкинговая связь и ей подобные виды связи).

Расчет автогенератора

Электрический расчет автогенератора включает в себя энергетический расчет и расчет колебательной системы. При энергетическом расчете следует учитывать особенности транзисторов, проявляющиеся на высоких частотах. Эта часть расчета одинакова для всех схем автогенераторов.

Произведем данный расчет.

Принципиальная схема автогенератора заданного типа приведена на рисунке 2.

рис. 2. Принципиальная схема автогенератора.

Выбор транзистора.

Производим выбор транзистора исходя из условий:

- граничная частота транзистора

В соответствии с данными неравенствами выбираем транзистор типа КТ363А, у которого:

Расчет элементов схемы.

- выбранный угол отсечки коллекторного тока.

- коэффициент разложения Берга (из таблицы 3).

- коэффициент разложения Берга (из таблицы 3).

- напряжение источника питания (стандартное).

;

где - крутизна линии критического режима выходных характеристик транзистора.

- коэффициент использования источника питания.

Определяем амплитуду напряжения на нагрузке коллекторной цепи:

Определяем амплитуду первой гармоники тока коллектора:

Определяем модуль эквивалентного сопротивления нагрузки генератора в критическом режиме:

Определяем амплитуду импульса тока коллектора:

Определяем постоянную составляющую тока коллектора:

Определяем мощность, потребляемую от источника питания:

Определяем мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора:

Проверяем условие по допустимой мощности транзистора:

Условие выполняется.

Определяем среднюю крутизну проходной характеристики транзистора:

Определяем коэффициент положительной обратной связи (из условия баланса амплитуд):

Определяем волновое (характеристическое) сопротивление контура:

где - емкость контура (выбираем произвольно).

Определим индуктивность контура из формулы:

- индуктивность контура.

- характеристическое сопротивление контура.

- рассчитанное значение активного сопротивления контура.

- принятое значение активного сопротивления контура.

Определяем значения емкостей схемы, решая систему уравнений:

- значение емкости (стандартное значение).

- значение емкости (стандартное значение).

Определяем амплитуду напряжения на базе транзистора:

- напряжение на базе транзистора.

Определяем необходимое смещение на базе транзистора:

- необходимое смещение на базе транзистора.

Далее рассчитываемое сопротивление делителя базы:



- постоянный ток базы.

Принятое значение сопротивления делителя.

- ток делителя

- рассчитанное значение сопротивления R2

- выбранное значение сопротивления R2

- рассчитанное значение сопротивления R1

Значение емкости конденсатора C3 выбирается из условия:

где

- резонансная частота контура.

- добротность контура (выбираем произвольно).

- постоянная времени контура.

- рассчитанное значение емкости.

- выбранное значение емкости.

Выбираем индуктивность дросселя:

- индуктивность дросселя.

Расчет насыщенного симметричного триггера

Производим расчет насыщенного симметричного триггера по методике. Принципиальная схема триггера приведена на рисунке 3.

Рис.3 Принципиальная схема триггера.

Выбор транзистора

Производим выбор транзистора исходя из условий:

В соответствии с данными неравенствами и для унификации используемых элементов выбираем транзистор КТ363А, параметры которого приведены в расчете автогенератора.

Определяем ЭДС источника питания.

- необходимое значение напряжения источника питания.

- стандартизованное значение напряжение источника питания.

Определяем напряжение смещения.

- необходимое значение напряжения смещения базы.

Определяем значения сопротивлений.

С другой стороны:

- выбранное значение коллекторного сопротивления.

- выбранное значение сопротивления R₂.

;

где - коэффициент насыщения транзистора.

- выбранное значение сопротивления R1.

Определяем значение ускоряющей емкости.

- рассчитанное значение ускоряющей емкости.

- выбранное значение ускоряющей емкости.

Определяем амплитуду выходного напряжения:



- амплитуда выходного напряжения.

Выбор коммутирующих диодов. В качестве коммутирующих диодов D1 и D2 диоды типа КД202А со следующими параметрами:

- допустимый прямой ток диода.

- допустимое обратное напряжение на диоде

- прямое сопротивление диода.

Определяем длительность запускающих импульсов.

;

где

-

средний коэффициент усиления.

ток в коллекторном сопротивлении.

- выбранное значение тока базы запирающего транзистор.

- выбранное значение длительности запирающих импульсов.

Определяем разрешающее время диода.

- разрешающее время диода.

Определяем емкость разделительного конденсатора.

;

где - входное сопротивление транзистора.

- выбранное значение разделительной емкости.

Выбираем величину напряжения смещения E из условия:

- величина напряжения смещения.

Выбираем значение сопротивления R3.

- значение сопротивления R3.

Спецификация

LC- АВТОГЕНЕРАТОР
ТИП	ЭЛЕМЕНТ СХЕМЫ	НОМИНАЛ
РЕЗИСТОРЫ	R1	8Ком
	R2	2Ком
КОНДЕНСАТОРЫ	C1	100нФ
	C2	5нФ
	C3	50нФ
ТРАНЗИСТОР	VT1	КТ363А
КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ	L1	50пГн
	LДР	1,5нГн
СИММЕТРИЧНЫЙ ТРИГГЕР
ТИП	ЭЛЕМЕНТ СХЕМЫ	НОМИНАЛ
РЕЗИСТОРЫ	R1	250Ом
	R2	50Ом
	R3	5Ом
	RК	600Ом
	RГ	150Ом
КОНДЕНСАТОРЫ	CР	0,3нФ
	C1	0,3пФ
ТРАНЗИСТОРЫ	VT1, VT2	КТ363А
ДИОДЫ	VD1, VD2, VD3	КД202А

Размещено на Allbest.ru