Генератор LC типа
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ
ЗАПИСКА
к
курсовой работе
по
дисциплине “Основы радиоэлектроники и связи”
САМАРА
2013
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
.
Построить схему генератора LC типа
.
Выбрать тип активного элемента и определить режим его работы
.
Смоделировать работу схемы
.
Построить сигнал на выходе схемы и определить ширину его спектра
.
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
.
Построение схемы LC-генератора
.
Моделирование схемы
Список
использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
Генератор сигналов - это устройство,
позволяющее получать сигнал
<#"729511.files/image001.gif">
Сдвиг фазы, создаваемый обмоткой Lб
обеспечивает баланс фаз, а баланс амплитуды зависит от коэффициента обратной
связи β
≈
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=Lкβкр, 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 (βк) 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 =
Uвых1β) 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.
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 
.
. 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 ωp= ωсв.
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
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.