Генератор LC типа

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине “Основы радиоэлектроники и связи”

САМАРА 2013

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

1. Построить схему генератора LC типа

2. Выбрать тип активного элемента и определить режим его работы

3. Смоделировать работу схемы

4. Построить сигнал на выходе схемы и определить ширину его спектра

5. Построить АЧХ

РЕФЕРАТ

Курсовая работа

Пояснительная записка: 14страниц A4, 6 рисунков, 4 источника.

БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР, АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, LC-АВТОГЕНЕРАТОР, ТРАНСФОРМАТОРНАЯ СВЯЗЬ.

В курсовой работе рассматривается разработка моделирования Генератора LC типа.

Выбран тип активного элемента и определен режим его работы. На основании этих данных выбрана принципиальная схема и рассчитаны номиналы элементов. Полученная схема смоделирована с помощью САПР OrCAD 16.6, построен сигнал на выходе схемы и график АЧХ. Произведена окончательная коррекция схемотехнического построения.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Построение схемы LC-генератора

2. Моделирование схемы

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Генератор сигналов -- это устройство, позволяющее получать сигнал определённой природы (электрический, акустический и т.д.), имеющий заданные характеристики (форму, энергетические или статистические характеристики и т. д.). Генераторы широко используются для преобразования сигналов, для измерений и в других областях. Состоят из источника (устройства с самовозбуждением, например усилителя охваченного цепью положительной обратной связи) и формирователя (например, электрического фильтра).

Условие самовозбуждения

Сдвиг фазы, создаваемый обмоткой Lб обеспечивает баланс фаз, а баланс амплитуды зависит от коэффициента обратной связи в ? М /Lк и коэффициента усиления усилительного каскада К. Баланс фаз обеспечивается в цепи ПОС, состоящей из последовательно включенных резистора и и параллельного LC-контура. Баланс амплитуд устанавливает цепь отрицательной обратной связи, включающей резисторы R1 и R2. Взаимная индукция М=Lквкр, а заданная генерируемая частота

 Рисунок 1(а,б). - Транзисторный автогенератор с трансформаторной связью

Принцип работы можно рассмотреть графически по амплитудной характеристике и коэффициента передачи цепи ПОС (вк) рис. 1. б.

При включении источника питания в колебательном контуре возникают колебания с частотой f0, который через обмотку Lб передаются на вход усилителя (Uвх), входной сигнал усиливается, и на выходе имеем Uвых1=КUвх1. Напряжение Uвых1 через обмотку Lб передается на вход (Uвх2 = Uвых1в) и так далее, пока не установиться установившийся режим (Uуст.)

Автогенераторы на транзисторах имеют высокую крутизну статических характеристик и малое сопротивление нагрузки (десятки и единицы Ом). С ростом частоты коэффициент передачи тока базы транзисторов увеличивается, в результате чего возникает сдвиг фаз между напряжением возбуждения и первой гармоникой тока коллектора, что учитывается в условии баланса фаз.

Транзисторы в автогенераторах обычно включаются по схеме с общим коллектором. Особенностью схем транзисторных автогенераторов является подача комбинированного смещения на базу. Постоянное отпирающее напряжение подается на базу с помощью делителя R1, R2 (рис. 1. а). В процессе возбуждения оно изменяется под воздействием цепочки автоматического смещения С1, R2 до значения, необходимого для работы в установившемся режиме.

Нестабильность частоты автогенераторов на транзисторах, вызванная нестабильностью параметров транзистора (коэффициента передачи тока базы, реактивных составляющих входного и выходного сопротивлений), снижается при применении стабилизированных источников питания.

транзисторный автогенератор сигнал схемотехнический

1. ПОСТРОЕНИЕ СХЕМЫ LC-ГЕНЕРАТОРА

За основу моделирования была взята уже готовая схема LC-генератора с трансформаторной обратной связью, представленная на рисунке 2. В качестве активного элемента в схеме автогенератора будет применен биполярный транзистор КТ315Г, так как он обеспечивает требуемую выходную мощность и может работать на рассчитываемой частоте.

Рисунок 2 - Схема моделирования

При моделировании были приняты некоторые допущения, например, отечественный транзистор КТ315 был заменён моделью Q2N3906, как наиболее схожим с ним.

Так же был взят идеальный трансформатор с коэффициентом передачи 10/8. Это соотношение было получено опытным путем.

Усилительный каскад (рис. 2) 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.

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 .

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СХЕМЫ

Для построения и оценки выходного сигнала, в среде моделирования САПР OrCAD16.6 выберем параметр моделирования TimeDomain (временная область).

Рисунок 3 - Сигнал на выходе схемы

Отметим, что реальная форма кривой выходного колебания несколько отличается от синусоидальной. Однако, на достаточно высоких частотах несложно реализовать колебательный контур с большой добротностью, поэтому выходное колебание может быть практически синусоидальным с частотой щp= щсв.

Рисунок 4 - Спектральная плотность сигнала

Из графика спектральной плотности видно, что практически вся энергия выходного сигнала колеблется около частоты 470 кГц.

Для построения АЧХ в среде моделирования выберем параметр ACSweep/Noise(постоянный ток/шум) и используем специальный источник для подобного анализа VAC (рис 6).

Рисунок 5 - Схема для моделирования и оценки частотных параметров

Рисунок 6 - Амплитудно-частотная характеристика сигнала

АЧХ показывает зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты (рис. 7).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На заключительном этапе разработки построены графики АЧХ. В соответствии с заданием разработан LC-генератор с обратной связью на транзисторе КТ315Г. Полученная схема смоделирована с помощью САПР OrCAD 16.6.

Форма колебаний напряжений синусоидальна, среднее значение напряжения на коллекторе составляет 12 В при входном напряжении 12 В. Рабочая частота соответствует требованиям условия задания и равна 470 кГц.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Стандарты

СТО СГАУ 02068410-004 - 2007. Стандарт организации.Общие требования к учебным текстовым документам [Текст]- Самара: СГАУ, 2007.- 30с.

Книги

Ушаков, В.Н. Основы радиоэлектроники[Текст]/: учебник для студентов вузов/В.Н.Ушаков.- М.: Высшая школа, 1979.

Бочкарев, В.А. Основы автоматизации проектирования РЭА[Текст]/:Методические указания для выполнения лабораторных работ /Бочкарев В.А. - Самара: СГАУ, 2001.

Забродин, Ю.С. Промышленная электроника[Текст]/: учебник для студентов вузов/Ю.С. Забродин. - М.: Высшая школа, 1982.

Нефедов, В.И.Основы радиоэлектроники и связи [Текст]/: учебник для студентов вузов/В.И. Нефедов, А. С. Сигов.- М.: Высшая школа, 2009.-736 с.

Размещено на Allbest.ru