РефератыКоммуникации и связьРаРасчет RC-генератора на терморезисторе

Расчет RC-генератора на терморезисторе

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ


НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ


Факультет информационных технологий


Кафедра электроники


и вычислительной техники


Курсовой проект


по курсу «Электроника и микросхемотехника»


на тему


«Расчет RC-генератора на терморезисторе»


Выполнил: студент группы:


АУк-08-2 Соловъёв Д.С


Руководитель:


Доцент Галушко О.М


Днепропетровск


2009 г.


Содержание


1. Назначение и область применения


2. Общие сведения


3. Описание принципиальной схемы


4. Расчет генератора


4.1 Расчёт элементов в цепи ПОС


4.2 Характеристики нелинейного элемента


4.3 Усилитель мощности генератора


4.4 Выходной делитель напряжения


4.5 Усилитель мощности


Список литературы


1. Назначение и область применения


Проектируемое устройство – генератор синусоидальных колебаний со встроенным усилителем мощности - предназначен для использования в радиотехнике и измерительной технике. Благодаря возможности изменения частоты генератор служит для регулирования, испытания и ремонта различых радиотехнических устройств в лабораторных и производственных условиях (телевидение, радиовещание, акустика, техника связи и т.д.).


2. Общие сведения


RC – генератор гармонических колебаний – представляет собой усилитель, охваченный двумя обратными связями: положительной и отрицательной – рис. 1.



3. Описание принципиальной схемы


RC - генератор синусоидальных колебаний - рис.2 собран на операционном усилителе (ОУ) с фазирующей цепью – положительная обратная свіязь (ПОС) в виде моста Вина и нелинейной отрицательной обратной связью (ООС) на базе терморезистора, лампочки накаливания или полевого транзистора. Плавное регулирование частоты осуществляется при помощи сдвоенного резистора R1 в цепи ПОС.


Нелинейный элемент в цепи ООС обеспечивает баланс амплитуд, при котором начальное значение коэффициента усиления поддерживается равным коэффициенту затухания фазирующей цепи. Следовательно постоянство напряжения на выходе генератора обеспечивается системой автоматического регулирования.


Сигнал с выхода генератора поступает на вход усилителя мощности – один из вариантов эмиттерного повторителя, обеспечивающего разгрузку операционного усилителя.


Таким образом задана следующая схема генератора синусоидальных колебаний на ОУ – рис. 1.





Рис. 1 Схема RC-генератора на ОУ с нелинейной ООС на полевом транзисторе и усилителем мощности.


4. Расчет генератора


4.1 Расчет фазирующей цепи RC – генератора


Частота генерируемого напряжения определяется как



где R = R1 = R2, C = C1 = C2, - значения сопротивлений и ёмкостей в цепи ПОС. (рис.1).


Задавшись сопротивлением можно определить ёмкость C, подставив в (1) частоту f »1,05×fmax. Выбрав значение ёмкости в пределах 30…300 нФ, следует уточнить R//,после чего по той же формуле найти Rmax, подставив f = 0.95×fmin.


Задано fG=500…2000 Гц.


Приняв = 5000 Ом, найдем



Выбрав С = 150 нФ %, уточним


1 1


Rmin = ————— = ——————————— = 4900 OM


2 ·π ·fmax· C 2·3,14·1,05·210·1,50·


При этом:


1 1


Rmax = ———— = ——————————— = 39100 OM


2·π·fmin· C 2·3,14·0,95·28,5·1,5·


а переменная часть сопротивления



Выбираем сдвоенный переменный резистор 0…35 кОм ±10% и уточняем диапазон частот:



4.2 Характеристики нелинейного элемента


Зависимость для полевого транзистора, включенного по схеме, изображенной на рис. 2, можно построить по уравнению



В эту формулу нужно подставлять абсолютные

значения напряжения управления (UУ, B), отсечки (UОТС, В) и начального тока стока (IC.НАЧ, мА); сопротивление канала (RК) будет получено в килоомах





Рис.2. Включение полевого транзистора в качестве нелинейного сопротивления:


а) - схема, б) - зависимость RК(Uy).


4.3 Расчёт сопротивлений в цепи ООС


В установившемся режиме работы генератора коэффициент усиления усилителя равен коэффициенту затухания фазирующей цепи, т.е.


K =γ


Для схемы с симметричным мостом Вина (см. рис. 1), коэффициент усиления:


,


а коэффициент затухания на частоте


.


Обычно k = γ


R3 3


R4 = —— = —— = 1,5 kOM


k- 1 3-1


Если в качестве нелинейного элемента используется терморезистор (рис.2), то, выбрав на вольтамперной характеристике рабочую точку (Uт, Iт), находят сопротивление


UT 6


R3 = RT = —— = — = 3 kOM (8)


IT 2


Точку (UT, IT), через которую проходит динамическая характеристика терморезистора, выбирают по статической характеристике при UT » 0,8U2.


Амплитуда генерируемого напряжения определяется из очевидного соотношения:


(9)


или поскольку и ,то


(10)


откуда


(11)


1.5


UGm = √2·6·(1+ ——) =12.6 B


3


Это напряжение не должно быть больше допустимого для выбранного ОУ (с существенным запасом).


Принимаем , найдем:


Сопротивления R8 и R9 выбирают с таким расчетом, чтобы напряжение управления соответствовало расчетному значению:



где DUД »0,6 В - падение напряжения на диоде. Сопротивления R8 и R9 обычно находятся в пределах 30...100 кОм.



Выбираю:


Емкость конденсатора С3 рассчитывают, задавшись постоянной времени


t = (R8+R9)C3, которая должна быть в несколько раз больше периода генерируемого напряжения при минимальной частоте: t = (3..5)/fmin




Принимаю конденсатор:


4.4 Выходной делитель напряжения


Сопротивление делителя напряжения R5 (рис.1) выбирается, по крайней мере, в 4...5 раз меньшее, чем RH. Этим обеспечивается почти линейная зависимость напряжения Uн от перемещения движка делителя.


Принимаю по ряду Е24: R5 = 0,39 кОм


4.5 Усилитель мощности


Простейший усилитель мощности может быть собран на двух транзисторах с разным чередованием переходов – комплементарный эмиттерный повторитель.


Мощность, выделяющаяся на коллекторе транзистора не превышает


Величины:


(19)


где Us= Us1- Us2-напряжение питания;


-эквивалентное сопротивление нагрузки. Оно определяется из соотношения:







Наибольшее напряжение на коллекторе транзистора:


Uкэ.макс= Us = UGm= 12.7 В


Наибольшее значение токов коллектора и базы транзистора:


IК.макс=



IБ.макс=



При выборе транзисторов должны соблюдаться условия:


Рк.макс≥Кз·Рк.макс


Uкэ.макс≥КзUкэ.макс


Iк.макс≥КзIк.макс


FG.макс≤fh21.к / Кз


где Рк.макс, Uкэ.макс, Iк.макс - предельно допустимые значения мощности, напряжения и тока коллектора (паспортные параметры выбранного транзистора);


Кз-коэффициент запаса, который не следует принимать в пределах 1.3...1.5.


Учитывая условия выбираю для усилителя мощности два биполярных транзистора типа: КТ206Б с параметрами:






Список литературы


1. Руденко В.С., Сенько В.И., Трифонюк В.В. Основы промышленной электроники.- К.: Вища шк., 1985.-400 с.


2. Аналоговые интегральные схемы: Справочник/ А.Л. Булычев, В.И. Галкин, В.А. Прохоренко.- Мн.: Беларусь, 1995.- 388 с.


3. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справочник/ Н.Н.Акимов, Е.П. Ващуков, В.А. Прохоренко, Ю.П.Худоренок.- Мн.: Беларусь, 1994. - 591 с.


4. Терещук Р.М., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя.-К.: Наукова думка, 1988.

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Расчет RC-генератора на терморезисторе

Слов:989
Символов:9265
Размер:18.10 Кб.