Расчёт элементов в цепи ПОС.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Национальный горный университет

Институт электроэнергетики

Факультет информационных технологий

 

 

Кафедра электроники и вычислительной техники

 

 

Методические указания и задания

К выполнению курсового проекта

для студентов изучающих дисциплины

“Электроника и микросхемотехника”,

“Основы схемотехники”.

на тему “RC-генераторы гармонических колебаний”

 

 

Днепропетровск

 

 

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

 

Проектируемое устройство – генератор синусоидальных колебаний со встроенным усилителем мощности - предназначен для использования в радиотехнике и измерительной технике. Благодаря возмохности 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.).

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

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

 

3. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

 

Генератор синусоидальных колебаний - рис.2 собран на операционном усилителе (ОУ) с фазирующей цепью в виде моста Вина - рис. 3 и нелинейной отрицательной обратной связью на базе терморезистора. Плавное регулирование частоты осуществляется при помощи сдвоенных резисторов R1 в цепи ПОС.

Нелинейная зависимость сопротивления терморезистора, лампочки накаливания или сопротивления канала полевого транзистора от тока через него обеспечивает баланс амплитуд, при котором начальное значение коэффициента усиления поддерживается равным коэффициенту затухания фазирующей цепи. Таким образом, постоянство напряжения на выходе генератора обеспечивается системой автоматического регулирования.

Сигнал с выхода генератора поступает на вход усилителя мощности – эмиттерного повторителя одного из трех типов, обеспечивающего разгрузку операционного усилителя.

Задано: ( Варианты - т аблица 1 ).

1. Схема генератора (рис.1, рис.2, рис.3);

2. Диапазон частот генерируемого напряжения;

3. Данные для построения вольт-амперных характеристик нелинейных

сопротивлений;

4. Схемы усилителей мощности (рис.4);

5. Сопротивление нагрузки.

 

Варианты заданий

Таблица.1

№ вар. зад.	Схема генератора	Диапазон частот генерир.напряж. fminfmax	Данные для постр.хар-к нелинецн.элемен.	Схе-ма УМ (вар.)	RH, кОм
Лампочки накаливания или терморезистора	Полевого транзистора
U1, В	U2, В	I1, мА	I2, мА	UОТС, В	IС.НАЧ,, мА	Тип ка-нала
		16…100		1,7	0,4	0,9
		20…200		2,0	0,5	1,0
		25…150		2,4	0,7	1,4
		50…250		2,8	0,6	1,2
		40…160	1,5
		80…400	1,2
		30…300
		100…500
		200…1000	2,5								7,5
		300…1500					0,9	1,0	n
		500…2000					1,2	1,2	n
		250…750					1,4	1,5	p
		600…2400					1,8	1,8	n
		800…3000					2,0	2,0	n
		150…600					2,2	2,4	p
		400…1600					2,4	2,8	p
		800…1800					2,5	3,0	n
		250…2000					2,8	3,3	p
		100…1200					1,5	2,5	n
		750…2500					2,6	3,5	n

 

По исходным данным необходимо:

1. Начертить полную схему генератора с усилителем мощности.

2. Рассчитать значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов в цепи положительной обратной связи (ПОС.).

3. Нарисовать (с соблюдением масштаба) вольт-амперные или R_К(U_У) характеристики нелинейных элементов.

4. Рассчитать значения сопротивлений резисторов в цепи ООС.

5. Выбрать сопротивление делителя выходного напряжения (R₅ на рис.1.).

6. Рассчитать усилитель мощности (выбрать транзисторы и др. элементы).

 

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

 

 

Расчёт элементов в цепи ПОС.

 

Частота генерируемого напряжения определяется как

(1)

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×f _{max .}

Выбрав значение ёмкости в пределах 30…300 нФ, следует уточнить R^//,после чего по той же формуле найти R _max, подставив f = 0.95×f _{min .}

 

Например: задано f_G = 30…100 Гц.

Приняв = 5000 Ом, найдем

 

Выбрав С = 300 нФ %, уточним

1 / 2*π*1,05*100*300*10^-9 = 5065 Ом;

При этом

а переменная часть сопротивления

Выбираем сдвоенный переменный резистор 0…15 кОм ±10% и уточняем диапазон частот: