Министерство  РФ по связи и информатизации

УрТИСИ СибГУТИ  
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа 

"Расчет  элементов и узлов  аппаратуры связи".

  Вариант №78 
 
 
 
 
 
 
 

      Выполнил:

      Группа:

      Проверил:   
 
 

     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

г. Екатеринбург 2011 г.

Оглавление 

1. Введение          стр. 3
2. Техническое задание на устройство      стр. 4
3. Расчет автогенератора        стр. 5
4. Расчет спектра сигнала на выходе нелинейного преобразователя  стр. 10

5 Расчет развязывающего устройства      стр. 10

6     Расчет  электрических фильтров       стр. 13

7     Расчет  выходного усилителя       стр. 18

8     Общая  принципиальная схема       стр. 19

9    Спецификация         стр. 20

10    Заключение                    стр. 22

11    Литература            стр. 23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Техническое задание на устройство.

    Технические требования к устройству. 

 

Расчет автогенератора.

   Рассчитаем RC-автогенератор на биполярных транзисторах КТ301, КТ301В, КТ301Д схема 1.

Частота генерации  f_Г=30  кГц

Напряжение питания  U_{пит авт}=18 В

Сопротивление нагрузки в коллекторной цепи R_к=3 кОм

Рисунок №

   В стационарном режиме работы автогенератора на частоте  генерации  должны выполняться условия баланса амплитуд и баланса фаз:

где - модули передаточных функций ;

    - аргументы этих передаточных  функций.

Для данной схемы 

Отсюда видно, что  , следовательно, для выполнения условия баланса фаз необходимо, чтобы цепь обратной связи вносила сдвиг фаз, равный .

Получаем выражение  для частоты генерации

и коэффициент  передачи цепи обратной связи на частоте  генерации 

 

   Входное сопротивление R_н составного транзистора

где - коэффициент усиления транзистора по току (для VT1);

    - входное сопротивление транзистора  VT2

   Для определения  нужно выбрать рабочую точку транзистора.

   Для этого  вначале строим проходную характеристику транзистора I_к=F(U_бэ) зависимость действующего значения тока в выходной цепи от входного напряжения U_бэ.  
Исходными данными  для построения проходной характеристики являются:

           – входная характеристика транзистора  I_б=F(U_бэ) (Рис. 1)

           – выходная характеристика транзистора  I_к=F(U_кэ) (Рис. 2)

   На  семействе выходных характеристик  транзистора 2Т658А,2Т658И (Рис. 1) проводим нагрузочную прямую через точки с координатами (0, U_пит )и (U_пит / R_к, 0) – (0,18) и (6;0)

   По  точкам пересечения нагрузочной прямой с выходными характеристиками строим промежуточную характеристику I_к=F(I_б) (рис 3)

   

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис 1 

 

                                                                               

                                                                                    

                                                                                                                           0,125

 

                               0,1 

                              0,075 

                                         

                              0,05 

                                                                                      

                                0,025 
 
 
 
 
 
 
 

      Рис 2. 
 
 
 
 

 

Рис. 3

   Используя полученную зависимость (Рис. 3) и входную  характеристику I_б=F(U_бэ) (Рис. 1), определяем требуемую зависимость I_к=F(U_бэ) (Рис. 4)

 

    

                                  Рис 4

По проходной  характеристике определяют положение  рабочей точки. Зададимся значением  U_бэ0 = 0,6 В -  это середина линейного участка проходной ВАХ

Тогда по входной ВАХ транзистора определяют в рабочей точке

=

   Коэффициент усиления транзистора по току

       

 

   Зная  , можно рассчитать сопротивление составного транзистора:

           Из условия  выберем значение .

   Определим амплитуду стационарного колебания  на выходе генератора. Для этого  построим колебательную характеристику .

   Значение  средней крутизны для разных значений U_бэ определим по методу 3-х ординат по формуле:

   

 

 

   По  этой таблице построим колебательную  характеристику Рис. 5.

     

Рис 5

 
        

Для определения  по колебательной характеристике стационарного  действующего значения U_бэ необходимо рассчитать значение средней крутизны в стационарном режиме . Известно, что .

Но из баланса амплитуд

. Тогда

   

   Определим значение для рассчитанных значений R_н и R

   

   Для этого  значения средняя стационарная крутизна .

   Используем  колебательную характеристику и  ее значение средней крутизны в стационарном режиме, найдем действующее значение напряжения . Оно равно . Тогда напряжение на выходе генератора в стационарном режиме найдем из соотношения:

   

   Определим значение емкости в цепи обратной связи. Из выражения для частоты  найдем

   

   Посчитаем емкость C_Р разделительного конденсатора при условии .

   

   Определим значение сопротивления R_б, задающего рабочую точку U_бэ0, I_бэ0. Рассчитаем по формуле :

   

4

   Выберем резистор с номиналом R_б=8100к Ом. 

 

Расчет  спектра сигнала на выходе нелинейного преобразователя.

   Требуется рассчитать спектр тока и напряжения на выходе нелинейного преобразователя 

Схема нелинейного  преобразователя  (схема 3)

                       Тип нелинейного  элемента Д2В

                       Напряжение на входе  U_m=1  В

                       Напряжение смещения U₀=0 В

                       Сопротивление стока  R_н=50 Ом 

                         
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 

    Рисунок № 

    Расчет  развязывающего устройства. 

   Амплитуда напряжения на выходе автогенератора больше амплитуды напряжения, которое  следует подать на вход нелинейного  преобразователя, следовательно, его  необходимо ослабить. Для этого используем схему 3, которую подключим между  генератором и нелинейным преобразователем.