Главная страница

Курс лекций по электронике. Курс лекций Курс лекций 1 Введение 4 Полупроводниковые диоды 7


Скачать 5.23 Mb.
НазваниеКурс лекций Курс лекций 1 Введение 4 Полупроводниковые диоды 7
АнкорКурс лекций по электронике.doc
Дата16.05.2017
Размер5.23 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаКурс лекций по электронике.doc
ТипКурс лекций
#7720
страница18 из 27
1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   ...   27

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ



Задание 6.1. Дан LC-автогенератор гармонических колебаний, построенный на биполярном транзисторе по схеме, указанной в табл. 6.1. Выполнить:

  1. Построение схемы генератора.

  2. Выбрать напряжение источника питания, рассчитать элемен­ты смещения.

  3. Рассчитать элементы резонансного контура и сопротивления обмотки катушки индуктивности.

  4. Из условий самовозбуждения определить величины элемен­тов обратной связи.

  5. Определить амплитуду стационарных колебаний.

  6. Расчет одноконтурного LC-автогенератора состоит из расчета режима работы транзистора и расчета контура. В большинстве случаев рассчитывается критический режим работы генератора, характеризующийся наибольшей полезной мощностью при высоком к.п.д. Угол отсечки коллекторного тока в критическом режиме составляет  = 90°.



Таблица 6.1

Номер

вариан­та




Тип схемы

генератора



Частота fГ


Рвых (вт)




а (кГц)


б (МГц)

1

2

Индуктивная трехточка

Емкостная трехточка

200

400

1

2

0,15

0,13

0,5

0,14

0,17

0,3

0,17

0,14

0,2

0,17

3

4

5

С трансформаторной ОС

Индуктивная трехточка

Емкостная трехточка

300

500

700

3

4

5

6

7

8

С трансформаторной ОС

Индуктивная трехточка

Ёмкостная трехточка

800

600

550

1

2

3

9

10

С трансформаторной ОС

Индуктивная трехточка

600

800

4

5


Методика выполнения задания
1. Тип транзистора выбирается из условия, что при заданном значении Рвых мощность PK , которую должен отдать транзистор в контур, составляет PK= Pвых/K , где K = 0,5 ... 0,8 — к.п.д. кон­тура (при повышенных требованиях к стабильности частоты к.п.д. контура выбирают в пределах 0,1 ... 0,2), при этом у выбранного

Транзистора PKmax  PK ; tmax > fГ .

2. Коэффициент использования коллекторного напряжения вы­бирают из соотношения

 =1-2PK /( E2K sK 1K ),
где sK = IK /U—крутизна линии критического режима (рис. 6.17, а) выбранного транзистора; 1K ,0K —коэффициенты разложе­ния импульса коллекторного тока для  (рис. 6.17, б); EK=6...12 В—напряжение источника питания цепи коллектора



3. Основные электрические параметры режима: амплитуда пере­менного напряжения на контуре UmK = EK ; амплитуда первой гармоники коллекторного тока IK1m = 2PK / UmK ; постоянная состав­ляющая коллекторного тока

IK0 = 0K IK1m / 1K ; максимальное зна­чение импульса тока коллектора

IK.и max =IK1m / 1K ; мощность ,расходуемая источником питания в цепи коллектора, P0 = IK0 EK ; мощ­ность, рассеиваемая на коллекторе,

PK.рас = P0 -PK < PKmax ;эквивалентное резонансное сопротивление контура в цепи коллектора Rрез = EmK/IK1m ; коэффициент передачи тока в схеме с ОБ на ра­бочей частоте h21Б (fГ)= h21Б /(1+(fГ/ fh21Б)), где h21Б — коэффициент передачи тока на низкой частоте; fh21Б —предельная частота коэф­фициента передачи гока биполярного транзистора выбранного типа;

h21Б = h21Э /(1+h21Э), где h21Э — коэффициент передачи тока биполярного транзистора в режиме малого сигнала в схеме с ОЭ; ампли­туда первой гармоники тока эмиттера IЭ1m =IK1m /h21Б(fГ) ; амплиту­да импульса тока эмиттера IЭ.и max =IЭ1m , где  , — коэф­фициенты разложения импульса эмиттерного тока для угла отсечки Э тока эмиттера (рис. 6.17, б) определяемого по формуле Э =90°- fГ /fh21Б.

4. Амплитудное значение напряжения возбуждения на базе тран­зистора, необходимое для обеспечения импульса тока эмиттера
IЭ.и max , определяют по формуле
UБЭm = IЭ и max /[(1-cosЭ)s0 ] ,
где s0 = IK /UБЭ при U= const — крутизна характеристики тока-коллектора (рис. 6.15, в).

5. Напряжение смещения на базе, обеспечивающее угол от­сечки тока эмиттера, определяется по формуле
UБЭ.см = Ес + U1БЭ m * cos Э ,
где Ес = ± 0,1...0,3 В — напряжение среза, которое определя­ется по спрямленным характеристикам IK = f(UБЭ) при U= сопst (рис. 6.15, в), знак при Ес определяется типом биполяр­ного транзистора (плюс для п-р-п, минус для р-п-р).

6. Для выполнения условия баланса амплитуд необходимо чтобы коэффициент обратной связи
Ксв = UБЭm / UmK  Kсв min = 1 /( s0 *Rрез ).

7. Сопротивление резисторов R1 и R2 (рис. 6.1, а, б, в) опреде­ляется по формулам:
R2 = UБЭсм / Iд ; R1 =(EK - UБЭсм )/ Iд ,
где Iд 5 IБ0 =5 IК0 / h21Э - ток делителя; IБ0 — постоянная состав­ляющая тока базы транзистора.

Мощность, рассеиваемая на резисторах R1 и R2, соответствен­но равна PR1 = = I2д R1 ; PR2 = I2д R2 .

Для схемы рис. 6.2, г сопротивление резистора RБ =UБЭ m / IБ0 = UБЭ h21Э/IК0.

8. Индуктивность дросселя Lдр в цени базы транзистора (рис.6.2,г) определяется из выражения Lдр =36* 10-2 /(С БЭ f2Г), где СБЭ —емкость эмиттерного перехода транзистора.

9. Емкость разделительного Ср и блокировочного Сф конденса­торов Ср = 10... 20 С БЭ ; Сф =15 *103 / fГ .

10. Элементы цепочки термокомпенсации (рис. 6.1,б) RЭ UЭ / IЭ0 ; СЭ (5... 30)* 103 /( fГ RЭ) , где UЭ  (0,7... 1,5) В —падение напряжения на резисторе RЭ ; IЭ0 —постоянный ток эмиттера (IЭ0  IКо); СЭ выражается в микрофарадах, если fГ в мегагерцах, а RЭ в килоомах.

11. Добротность нагруженного колебательного контура под­считывается по формуле Q'=Q (1 - k),

где Q —добротность ненагруженного контура; Q = 80... 120 при fГ = 0,3...3 МГц; Q =100...140 при fГ = 3...6мГц; Q = 150...200 при fГ = 6... 15 мГц; Q= 200...300 при fГ = 15... 30 мГц; Q= 200...300 при fГ  30 мГц.

12. Минимальная общая емкость контура

СK min (1...2) р(пФ),

где  р = с/ fГ — рабочая длина волны колебаний; с — скорость света. В общую емкость входят емкость конденсатора Ск и вноси­мые (паразитные) емкости: выходная емкость транзистора, емкость катушки контура, емкость монтажа и др. Величина составляет десятки пикофарад.

Емкость конденсатора контура Ск  СK min —С вн . Эта формула дает ориентировочное значение емкости Ск, которое затем уточня­ется в процессе настройки.

13. Индуктивность контура Lk= 0,282 2 р/С I2k min кгп1п, где Lк— в микрогенри; С I2k min — в пикофарадах;  p — в метрах.

14. Волновое сопротивление Zс и сопротивление потерь Rп кон­тура Zс = = 10 3 (L k / Ck min), где Zс —в омах; L k — в микрогенри ; С k min —в пикофарадах; Rп=

= Zс/Q'.

15. Сопротивление, вносимое в контур, Rвн = Rkk/(1— k).

16. Полное сопротивление контура R k =Rп +R вн .

Примечание. При расчете LС- автогенератора по схеме рис. 6.2, а необходимо определить параметры трансформатора TV (r1 ,r2 ,n, rос , Lk ,Lн , Loc , noc ): r1 = Rk(1 —TV)/2 — сопротивление первичной обмотки; TV -к.п.д. трансформатора, зависящий от мощности трансформатора (при РTV< 1Вт TV = 0,7... 0,82; РTV= 1. • • 10 Вт, TV = 0,8...0,9; РTV = 10... 100 Вт, TV_= 0,9... 0,94; РTV > 100 Вт, TV= 0,96...0,98); n  Uвых2 /UmKкоэффициент трансформации; полагая М = Kи Lk , находим r2 из выражения

Rk = r1+ 2Г М2 (r2 + Rн), где Ки — коэффициент связи между об­мотками трансформатора: Ки = 0,5 ... 0,9 при сильной связи; Ки =0,01 ... 0,5 при слабой связи. Сн = 1/(2Г Lн), где Lн =n2 Lk ,

nос  UБЭm / UmK ; Loc = n2oc Lk ; Moc = Ки ос М.
17. Амплитуда колебательного тока в нагруженном контуре определяется выражением Imн. к = (2 Pk /R k).

18. Определяем индуктивность L2 (емкость конденсатора С2) связи контура с базой транзистора

L2 = Kсв Lk , С 2=Ск(1+1/Kсв).

19. Находим индуктивность (емкость) связи контура с базой транзистора L1

= Lk — L2 ; C1= Ск (1 + Kсв).

20. Емкость конденсатора С2 (рис. 6.1, а) выбираем из условия, чтобы на частоте генерации его сопротивление составляло 0,05 от R2:
С 2 = 20/( Г R2).
21. Для схемы рис. 6.1, а проверяем условие амплитуды
  h11Э Rk Ck + Мос

Мос Lk

Задание 6.2. Дан RС- автогенератор гармонических колебаний, построенный на операционном усилителе К140УД7 по схеме, ука­занной в табл. 6.2.

Используя справочные данные усилителя К, U+вых , U-вых , Rвх, Rвых и данные табл. 6.2, необходимо:

1. Построить схему генератора.

2. Рассчитать элементы схемы генератора.

Таблица 6.2

Номер

вариан-

та


Тип генератора




Частота fГ


Uвых(В)



а(кГц)

б(кГц)

1

С фазосдвигающей RС-цепью

0,1

0,2

2

2

С фазосдвигающей сR-цепью

0,4

0,6

4

3

С мостом Вина

0,8

1,0

6

4

С двойным Г-мостом

1,2

1,5

8

5

С фазосдвигающей RС- цепью

2,0

2,5

3

6

С фазосдвигающей СR-цепью

3,0

4,0

5

7

С мостом Вина

5.0

7,0

7

8

С двойным Г-мостом

8,0

10,0

4

9

С фазосдвигающей СR-цепью

10

15

6

10

С мостом Вина

20

30

5



1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   ...   27


написать администратору сайта