- •Курсовой проект по дисциплине:
- •На тему:
- •Содержание:
- •Введение
- •Структурная схема каналообразующих устройств телемеханики
- •Обоснование вида ам модуляции
- •Разработка автогенератора синусоидального сигнала
- •Автоколебательная система. Автогенератор
- •Структурная схема автогенератора
- •Выбор и анализ схемы автогенератора
- •Выбор рабочей точки транзистора в режиме класса а. Определение необходимых параметров транзистора
- •Статические характеристики транзистора
- •Расчет и моделирование усилителя
- •Расчет и моделирование усилителя по постоянному току
- •Выбор типа транзистора
- •Расчет усилителя по постоянному току
- •Сравнительная таблица усилительного каскада сигналов постоянного тока с резисторной нагрузкой
- •Расчет и моделирование усилителя по переменному току
- •Расчет и моделирование индуктивного трехточечного автогенератора
- •Заключение
- •Моделирование амплитудного манипулятора с пассивной паузой
- •Разработка последовательного диодного детектора амплитудно - манипулированного сигнала с пассивной паузой
- •Выбор схемы амплитудного демодулятора.
- •Выбор элементной базы
- •Параметры диода.
- •Заключение
- •Список использованной литературы
Расчет и моделирование индуктивного трехточечного автогенератора
Расчет состоит в том, чтобы на основе расчетов и моделирования усилительного каскада по постоянному и переменному току, произвести расчет и моделирование индуктивной трехточечной схемы автогенератора для заданной частоты генерации f = 1.075 МГц. Значение коэффициента нелинейных искажений на частоте генерации полученного автогенератора не должно превышать 5%.
Произведем расчет и моделирование индуктивной трехточечной схемы автогенератора, используя схему усилительного каскада по переменному току (рисунок 2.5.1).
Рисунок
2.5.1 Схема
усилительного каскада по переменному
току
Поскольку известны выражение, связывающее элементы контура и собственную резонансную частоту, а также выражение, связывающее элементы контура и его активное сопротивление на резонансной частоте, то, решая совместно, получим:
Для проверки баланса амплитуд и фаз, колебательный LC контур включаем в схему усилителя вместо коллекторного резистора усилителя Rк. Полученная схема представляет усилитель сигналов, но уже не с резистивной нагрузкой в цепи коллектора, а резонансной, в виде колебательного контура. Такой усилитель называют резонансным (рисунок 2.5.2).
Рисунок
2.5.2 Схема однокаскадного усилителя
сигналов переменного тока с избирательной
цепью
Имитационное моделирование схемы усилителя сигналов переменного тока с реальной избирательной цепью является важнейшим этапом перед формированием схемы автогенератора. На этом этапе должны быть определены АЧХ и ФЧХ усилителя, обеспечивающие условия самовозбуждения автогенератора.
а) б)
Рисунок
2.5.3 АЧХ (а) и ФЧХ (б) усилителя сигналов
переменного тока с избирательной цепью
Чтобы обеспечить требуемый коэффициент усиления Кус ≥ 30, номиналы эммитерных сопротивлений Rэ1 и Rэ2 пришлось незначительно изменить и кроме того произвести регулировку индуктивностей и емкостей для более точной фазировки (см. рисунок 2.5.2).
Для создания автогенератора необходимо создать цепь положительной обратной связи. С этой целью, для получения индуктивного трехточечного автогенератора, необходимо произвести разделение индуктивности в колебательном контуре на две части. Причем, деление индуктивности должно быть выполнено так, чтобы обеспечивался коэффициент обратной связи:
Поскольку коэффициент усиления усилителя Кус = 36.7 (рис. 3.5.3, а), то:
Запишем два уравнения:
Решим эти уравнения совместно:
Теперь из схемы усилителя сигналов (рис. 3.5.2) убираем подключенный к входу внешний источник сигнала и вместо него на вход усилителя включаем цепь обратной связи для подачи сигнала с выхода усилителя.
Рисунок
2.5.4 Принципиальная схема емкостного
трёхточечного автогенератора с
положительной обратной связью
В окончательном варианте схемы, емкости контура имеют несколько другие значения, которые были откорректированы при настройке автогенератора. Связано это с неидеальностью параметров схемы и погрешностями расчетов. Тем не менее, отклонения параметров расчета незначительны.
Рисунок
2.5.5 Осциллограмма на выходе индуктивного
трехточечного автогенератора
По осциллограмме (рисунок 2.5.5) произведем расчет частоты генерации на выходе полученного автогенератора:
((Т2-Т1) – время одного периода напряжения на нагрузке,
t = (Т2-Т1) = 930.2 нс. Следовательно частота генерации равна:
На графике (рисунок 2.5.6) видны колебания, возбуждаемые данным автогенератором. Стационарный режим наступает приблизительно через 441.868 мкс с момента подачи питания.
Измерим напряжения на входе (рисунок 2.5.7, а) и выходе (рисунок 2.5.7, б) индуктивного трехточечного автогенератора.
Рисунок
2.5.6 Форма нарастания амплитуды колебаний
в емкостном трехточечном автогенераторе
а)
б)
Рисунок
2.5.7 Значение напряжения на входе (а) и
выходе (б) емкостного трехточечного
автогенератора
Рисунок
2.5.8 Коэффициент нелинейных искажений
Коэффициент нелинейных искажений равен 4.15 %. Это значит, что полученные в результате моделирования синусоидальные генерируемые колебания отличаются от идеальной синусоиды на 4.15 %.
Рассчитаем значение мощности в нагрузке индуктивного трехточечного автогенератора: