Блокинг-генератор, работающий в автоколебательном режиме

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Министерство образования и наука Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Поволжский Государственный Технологический Университет

Кафедра ИВС

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

«Электроника и Электротехника»

Блокинг-генератор, работающий в автоколебательном режиме

Йошкар-Ола 2012

Аннотация

В данной пояснительной записке представлены схемы, расчетные формулы блокинг-генератора, работающем в автоколебательном режиме. В соответствии с заданием рассчитаны необходимые параметры схемы.

Техническое задание

Рассчитать схему блокинг-генератора, работающего в автоколебательном режиме, со следующими параметрами:

— сопротивление нагрузки RН = 5 кОм;

— амплитуда выходных импульсов Uвых = +20 В;

— длительность импульсов u = 1 мкс;

— скважность = 10;

Содержание

  • Техническое задание
  • Введение
  • 1. Описание схемы устройства блокинг-генератора
  • 2. Расчет схемы блокинг-генератора
  • 2.1 Электрический расчет
  • 2. 2Выбор и обоснование элементной базы
  • Заключение
  • Список литературы
  • Приложения

Введение

Электронная вычислительная техника — сравнительно молодое научно-техническое направление, но она оказывает самое революционизирующее воздействие на все области науки и техники, на все стороны жизни общества. Характерно постоянное развитие элементной базы ЭВМ, которая в настоящее время получила название схемотехники ЭВМ. Элементная база развивается очень быстро; появляются новые типы логических схем, модифицируются существующие. Существует множество различных логических ИС: логические элементы, регистры, сумматоры, АЛУ, дешифраторы, мультиплексоры, счетчики, делители частоты, триггеры, генераторы и усилители постоянного тока. Именно о них пойдет речь в данной работе.

1. Описание схемы устройства блокинг-генератора

Блокинг-генератор — это автоколебательная система, генерирующая кратковременные импульсы большой скважности. Схема блокинг-генератора представляет собой однокаскадный усилитель с глубокой обратной связью. Для обеспечения обратной связи используются импульсные трансформаторы.

Благодаря такой связи и высоким ключевым качествам транзистора блокинг-генератор, построенный даже на маломощном транзисторе, может генерировать мощные импульсы.

Импульсы блокинг-генератора обладают весьма короткими фронтами и могут иметь длительность от долей микросекунды до долей миллисекунды. Блокинг-генератор позволяет осуществлять трансформаторную связь с нагрузкой, что во многих случаях очень важно.

ОПИСАНИЕ СХЕМЫ

Рис. 1. Принципиальная схема блокинг-генератора.

В цепь коллектора включена обмотка трансформатора, осуществляющая обратную связь с цепью базы транзистора путем включения в эту цепь обмотки.

Кроме того в цепь базы включены конденсатор С и резистор смещения R1, величины которых определяют длительность рабочего импульса tu и период автоколебаний Т.

Нагрузка Rн включена с помощью специальной обмотки трансформатора. На базу транзистора подано отпирающее напряжение.

генератор автоколебательный режим электрический

2. Расчет схемы блокинг-генератора

2.1 Электрический расчет

Выбираем тип транзистора, исходя из условий быстродействия и надежности.

а) Для обеспечения малых длительностей фронта и спада выходного импульса необходимо, чтобы:

= 10 МГц

При выполнении этого условия величины получаются порядка нескольких.

б) Допустимое напряжение на коллекторе транзистора Uкб. доп должно удовлетворять соотношению Uкб. доп? (Eк +? Uкm) (1 + nб). Обычно значение nб лежит в пределах 0,1 — 0,7.

Так как выброс сильно искажает форму выходного сигнала блокинг-генератора, то амплитуда выброса, как правило, не должна превышать 10−30% от амплитуды коллекторного напряжения:

Uк = U'вых = Uвых / nu, т. е.? Uкm = (0,1 0,3) Uк

Напряжение питания выбираем, исходя из равенства Eк = (1,1 1,2) Uк = (1,1 1,2) Uвых / nи = 25 В.

Положим nн = 1. Тогда Uкб. доп = (1,2 Uвых + 0,3 Uвых) 1,7 = 51 В. Исходя из полученных значений fб и Uкб. доп, выбираем транзистор типа КТ803А, для которого Iкбо <= 50 мА, fб = 10 МГц, Uкб. доп <= 60 В, Iк. доп = 5 А, Cк <= 250 пФ. Определим оптимальное значение коэффициента трансформации nб = 0,4 из формулы:

Длительность фронтов найдем по формуле:

Определяем сопротивление резистора R, приняв по внимание следующее:

а) Во время формирования импульса цепь резистора R должна мало влиять на ток в базовой цепи транзистора. Для этого необходимо, чтобы R > > r'б.

б) Протекание обратного тока закрытого транзистора через резистор R не должно создавать заметного падения напряжения, т. е. R < < Eб / (10 IКБO max).

Положив Eб = 1 В, найдем, что величина R = 3 кОм удовлетворяет обоим условиям. При заданной скважности находим требуемую длительность паузы:

Проверим условие Eб > > IКБ0maxR и положив ?Uкт < < Eб, определяем емкость конденсатора C из формулы:

Находим

Тогда, подключив добавочный резистор с сопротивлением Rд = 200 Ом, можно по формуле определить индуктивность трансформатора, необходимую для формирования импульса длительностью 1 мкс:

Проверим условие отсутствия влияния нагрузки на длительность импульса по формуле:

Таким образом, нагрузка мало влияет на длительность импульса.

Процесс формирования выброса импульса блокинг-генератора будет апериодическим, если выполняется условие

Определив С0 = 20 пФ на основании формулы:

,

убедимся, что условие выполняется при данных значениях L и С0, т. е выброс апериодически спадает до нуля. Амплитуда выброса, согласно формуле будет равняться:

Длительность выброса

Для транзистора КТ803А такая амплитуда выброса недопустима, так как:

Следовательно, необходима цепь из диода Дш и резистора Rш, уменьшающая амплитуду выброса до значения:

Вычислим допустимую амплитуду обратного выброса:

Максимальное сопротивление шунтирующего резистора найдем из формулы:

откуда Rш max = 0,75 кОм.

Выбранный тип диода Дш должен удовлетворять условиям:

Iд max = Iм max = < Iд. доп,

| Uд. доп | > | Eк |.

Выбираем диод типа Д9Г.

2.2 Выбор и обоснование элементной базы

На основании приведенного выше расчета выбираем элементы (для схемы электрической принципиальной):

В качестве транзистора VТ1 был взят высокочастотный биполярный транзистор КТ803A, со следующими характеристиками:

· Структура: n-p-n;

· Граничная частота коэффициента передачи тока: 10 МГц;

· Статический коэффициент передачи тока: 10−70;

· Начальный ток коллектора не более: 5 мА;

· Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер: 80 В;

· Максимально допустимый постоянный ток коллектора: 10 А;

· Максимально допустима рассеивающая мощность коллектора: 60 Вт.

В соответствии с рассчитанной емкостью схемы, подбираем следующий конденсатор:

С1 = К10−17−2-25 В-160 пФ5%,

удовлетворяющий нашим требованиям и расчетам.

В соответствии с рассчитанными номиналами резисторов имеем:

R1 = 2 кОм: МЛТ-0,125−2кОм2%;

R2 = 1 кОм: МЛТ-0,5−1кОм2%;

R3 = 16 кОм: МЛТ-0,125−16кОм2%;

В соответствии с рассчитанным номиналом резистора нагрузки, в качестве диода VD1 выбираем диод:

VD1 = Д9Г ГОСТ 14 342−75.

Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы была рассчитана схема блокинг-генератора, работающего в автоколебательном режиме, с заданными характеристиками:

— сопротивление нагрузки RН = 5 кОм;

— амплитуда выходных импульсов Uвых = +20 В;

— длительность импульсов u = 1 мкс;

— скважность = 10;

Были рассчитаны и проверены параметры данной схемы.

Список литературы

1. Расчет импульсных устройств на полупроводниковых приборах.

2. Под редакцией Агаханяна Т. М.: М, 1973.

3. Воронков Э. Н. Овечкин Ю.А. Основы проектирования усилительных и импульсных схем на транзисторах 1973.

4. Расчет электронных схем под редакцией Изъюровой Г. И.

5. Справочник конструктора радиоэлектронной аппаратуры.

6. Справочник полупроводниковые приборы транзисторы малой мощности. Под редакцией А. В. Голомедова. М: 1989

Приложения

ВРЕМЕННЫЕ ДИАГРАММЫ

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой