Расчет RC-генератора на терморезисторе

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

Факультет информационных технологий

Кафедра электроники

и вычислительной техники

Курсовой проект

по курсу «Электроника и микросхемотехника»

на тему

«Расчет RC-генератора на терморезисторе»

Выполнил: студент группы:

АУк-08-2 Соловъёв Д.С

Руководитель:

Доцент Галушко О.М

Днепропетровск

2009 г.

Содержание

1. Назначение и область применения

2. Общие сведения

3. Описание принципиальной схемы

4. Расчет генератора

4.1 Расчёт элементов в цепи ПОС

4.2 Характеристики нелинейного элемента

4.3 Усилитель мощности генератора

4.4 Выходной делитель напряжения

4.5 Усилитель мощности

Список литературы

1. Назначение и область применения

Проектируемое устройство – генератор синусоидальных колебаний со встроенным усилителем мощности - предназначен для использования в радиотехнике и измерительной технике. Благодаря возможности изменения частоты генератор служит для регулирования, испытания и ремонта различых радиотехнических устройств в лабораторных и производственных условиях (телевидение, радиовещание, акустика, техника связи и т.д.).

2. Общие сведения

RC – генератор гармонических колебаний – представляет собой усилитель, охваченный двумя обратными связями: положительной и отрицательной – рис. 1.

3. Описание принципиальной схемы

RC - генератор синусоидальных колебаний - рис.2 собран на операционном усилителе (ОУ) с фазирующей цепью – положительная обратная свіязь (ПОС) в виде моста Вина и нелинейной отрицательной обратной связью (ООС) на базе терморезистора, лампочки накаливания или полевого транзистора. Плавное регулирование частоты осуществляется при помощи сдвоенного резистора R1 в цепи ПОС.

Нелинейный элемент в цепи ООС обеспечивает баланс амплитуд, при котором начальное значение коэффициента усиления поддерживается равным коэффициенту затухания фазирующей цепи. Следовательно постоянство напряжения на выходе генератора обеспечивается системой автоматического регулирования.

Сигнал с выхода генератора поступает на вход усилителя мощности – один из вариантов эмиттерного повторителя, обеспечивающего разгрузку операционного усилителя.

Таким образом задана следующая схема генератора синусоидальных колебаний на ОУ – рис. 1.

Рис. 1 Схема RC-генератора на ОУ с нелинейной ООС на полевом транзисторе и усилителем мощности.

4. Расчет генератора

4.1 Расчет фазирующей цепи RC – генератора

Частота генерируемого напряжения определяется как

где R = R1 = R2, C = C1 = C2, - значения сопротивлений и ёмкостей в цепи ПОС. (рис.1).

Задавшись сопротивлением можно определить ёмкость C, подставив в (1) частоту f »1,05×fmax. Выбрав значение ёмкости в пределах 30…300 нФ, следует уточнить R//,после чего по той же формуле найти Rmax, подставив f = 0.95×fmin.

Задано fG=500…2000 Гц.

Приняв = 5000 Ом, найдем

Выбрав С = 150 нФ %, уточним

1 1

Rmin = ————— = ——————————— = 4900 OM

2 ·π ·fmax· C 2·3,14·1,05·210·1,50·

При этом:

1 1

Rmax = ———— = ——————————— = 39100 OM

2·π·fmin· C 2·3,14·0,95·28,5·1,5·

а переменная часть сопротивления

Выбираем сдвоенный переменный резистор 0…35 кОм ±10% и уточняем диапазон частот:

4.2 Характеристики нелинейного элемента

Зависимость для полевого транзистора, включенного по схеме, изображенной на рис. 2, можно построить по уравнению

В эту формулу нужно подставлять абсолютные значения напряжения управления (UУ, B), отсечки (UОТС, В) и начального тока стока (IC.НАЧ, мА); сопротивление канала (RК) будет получено в килоомах

Рис.2. Включение полевого транзистора в качестве нелинейного сопротивления:

а) - схема, б) - зависимость RК(Uy).

4.3 Расчёт сопротивлений в цепи ООС

В установившемся режиме работы генератора коэффициент усиления усилителя равен коэффициенту затухания фазирующей цепи, т.е.

K =γ

Для схемы с симметричным мостом Вина (см. рис. 1), коэффициент усиления:

,

а коэффициент затухания на частоте

.

Обычно k = γ

R3 3

R4 = —— = —— = 1,5 kOM

k- 1 3-1

Если в качестве нелинейного элемента используется терморезистор (рис.2), то, выбрав на вольтамперной характеристике рабочую точку (Uт, Iт), находят сопротивление

UT 6

R3 = RT = —— = — = 3 kOM (8)

IT 2

Точку (UT, IT), через которую проходит динамическая характеристика терморезистора, выбирают по статической характеристике при UT » 0,8U2.

Амплитуда генерируемого напряжения определяется из очевидного соотношения:

(9)

или поскольку и ,то

(10)

откуда

(11)

1.5

UGm = √2·6·(1+ ——) =12.6 B

3

Это напряжение не должно быть больше допустимого для выбранного ОУ (с существенным запасо

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать