Курс лекций по электронике. Курс лекций Курс лекций 1 Введение 4 Полупроводниковые диоды 7
 Скачать 5.23 Mb.
|
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯЗадание 6.1. Дан LC-автогенератор гармонических колебаний, построенный на биполярном транзисторе по схеме, указанной в табл. 6.1. Выполнить:
Таблица 6.1
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 /UKЭ —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 1Э , где 1Э ,0Э — 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-cosЭ)s0 ] , где s0 = IK /UБЭ при UKЭ = 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 UKЭ = 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 = Rk k/(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 Uвых2 /UmK — коэффициент 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
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||