Розрахунок чекає блокінг-генератора
Реферат
У даному курсовому проекті проводиться розрахунок чекає блокінг-генератора. Блокінг-генератор являє собою релаксаційну схему, що містить підсилювальний елемент (транзистор), що працює в ключовому режимі, і трансформатор, який здійснює позитивний зворотний зв'язок. Достоїнствами блокінг-генераторів є порівняльна простота, можливість підключення навантаження через трансформатор, притаманна цим схемам здатність формувати потужні імпульси, близькі за формою до прямокутним. При використанні як формувачів імпульсів блокінг-генератори працюють в режимі очікування. Найважливішими їх характеристиками є: чутливість до запуску, тривалість формованих імпульсів і їх стабільність, гранично досягається частота спрацьовувань. Режим очікування роботи блокінг-генератора з загальним емітером створюється за допомогою додаткової базової батареї. Основною відмінною особливістю блокінг-генераторів в порівнянні з іншими генераторами прямокутних імпульсів (мультивібратора) є можливість отримання великої шпаруватості вихідних імпульсів. Режим очікування блокінг-генератора виходить, якщо закрити транзистор включенням в ланцюг бази або емітера замикаючого напруги. Для формування імпульсу з допомогою чекає блокінг-генератора необхідно на його вхід подавати запускають імпульси, амплітуда яких достатня для відкривання транзистора. Що чекають блокінг-генератори відрізняються один від одного способами подачі замикаючих напруг і схемами запуску.
Зміст
Введення
1 Розрахункова частина
1.1 Аналіз технічного завдання
1.2 Розробка і розрахунок принципової схеми
1.3 Аналіз пристрою на ЕОМ
Висновки
Список літератури
Програми
Введення
Незважаючи на все більш розширюється використання машинних методів схемотехнічного проектування сучасної електронної апаратури, у повсякденній практиці розробникам електронних схем доводиться спочатку вирішувати завдання наближеного розрахунку типових вузлів і пристроїв, а потім уточнювати результати розрахунку на ЕОМ або експериментальним шляхом.
У даному курсовому проекті розрахунок блокінг-генератора також на початку буде проводиться без застосування програмного забезпечення, а потім схема моделюється на ЕОМ з метою перевірки прийнятих рішень та уточнення отриманих результатів.
Таким чином, метою даного курсового проектування є придбання практичних навичок конструювання електронних схем і досвіду моделювання електронних схем на ЕОМ на прикладі розробки схеми чекає блокінг-генератора з заданими у технічному завданні параметрами.
1. Розрахункова частина
1.1 Аналіз технічного завдання
Транзисторний блокінг-генератор може бути використаний як генератор імпульсів майже прямокутної форми порівняно великої потужності, як дільник частоти проходження імпульсів і як формувач імпульсів, що мають невелику (2 - 5) шпаруватість.
Вибираємо схему блокінг-генератора на транзисторі з загальним емітером, мають порівняно низьку стабільність частоти коливань, що забезпечує отримання імпульсів з меншою тривалістю фронту і з плоскою вершиною.
Базове опір R Б з метою підвищення стабільності періоду коливань Т доцільно включати між базою транзистора і негативним полюсом колекторної батареї.
Вибираємо коефіцієнт трансформації, від якого залежить ємність хронірующего конденсатора, розрядне опір, максимальна напруга на конденсаторі і тривалість фронту імпульсу.
При отриманні імпульсів з великою крутизною фронту коефіцієнт трансформації бажано вибирати оптимальним: для блокінг-генератора з загальним емітером q = 3 ÷ 5. Вибираємо коефіцієнт трансформації рівним 3. Після вибору коефіцієнта трансформації вибираємо трансформатор. При цьому слід мати на увазі, що чим менше індуктивність намагнічування L m, тим більшою буде ємність і тим більшою буде стабільність частоти проходження імпульсів. Вибираємо імпульсний трансформатор типу ГХО.472.007 ТУ, кількість витків колекторної, емітерною і навантажувальної обмоток якого відноситься як 3:1:3
1.2 Розробка і розрахунок принципової схеми
Для вибраного трансформатора виконується умова
τ L = . (1.1)
Вибираємо тип транзистора і напруга джерела живлення Е К. Транзистор повинен забезпечити необхідну тривалість імпульсу і мати допустима напруга на колекторі
Е к.доп = (1.1 ÷ 1.2) U m = Е к = 10.1 .2 = 12 (1.2)
Вибираємо величину обмежувального колекторного і емітерного опорів. Ці опору полегшують тепловий режим роботи транзистора і стабілізують тривалість імпульсу. При малих обмежувальних опорах на тривалість і період проходження імпульсів значно впливають параметри транзистора. Базове і емітерний обмежують опору зазвичай мають величину 10 - 30 Ом, а колекторне - до 100 Ом. Вибираємо R б = 30 Ом, R k = 80 Ом.
Тоді відповідно до формулами [1], маємо
r = q 2 (r б + r 2 + R 2) = q 2 · R 2 = 9 · 30 = 270 Ом; (1.3)
R 'н = R н · q 2 = 150.9 = 1350; (1.4)
Загальний опір колекторної ланцюга при насиченому транзисторі і обмежувальному колекторному резисторі R 1 = 0 вважаємо рівним
R k = r 1 + r k + R 1 ≈ R 1 = 85 Ом; (1.5)
Після вибору транзистора по заданих тривалості імпульсу і тривалості його фронту величина стає відомою, де
- Час життя не основних носіїв (
= 5 · 10 -6). Після визначення обмежувальних опорів r і R k коефіцієнта q, а також індуктивності L m первинної обмотки трансформатора (вибираємо L m = 2 мгн для імпульсного трансформатора з 7-го ряду), ліва і права частини вираження
(1.6)
виявляються функціями тільки величини .
Для полегшення вирішення трансцендентного щодо величини t І рівняння (1.6) перепишемо останнє наступним чином:
, (1.7)
де
(1.8)
(1.9)
де = 20, що становить 70-80% від
(
- Коефіцієнт посилення струму бази)
(1.10)
Знаходимо τ L:
τ L = ,
За графіком залежності ξ ( ) За відомою величиною
знаходимо
= 0.9, тоді τ = 5.6 · 10 -6
За формулою
,
при R = 80 Ом визначаємо
C б =
Опір R б необхідно розрахувати так, щоб до моменту приходу чергового імпульсу, що запускає конденсатор встигав розрядитися. Для цього необхідно виконати умову
Напруга базової батареї при цьому визначається за формулою
,
1.3 Аналіз пристрою на ЕОМ
Аналіз роботи схеми проводився за допомогою програми Electronics Workbench Version 5.12. Як видно з осцилограм, наведених у додатку Б, так як базовий конденсатор має порівняно велику ємність (понад 20000 пФ) він заряджається під всієї стадії формування імпульсу, і імпульс базового струму набуває трикутну форму, що позначається на формуванні вершини вихідного імпульсу (вихідний імпульс має трапецевидні форму, що видно на графіку).
Висновки
Як показали розрахунки та аналіз роботи змодельованої схеми на ЕОМ, спроектований блокінг-генератор задовольняє вимогам технічного завдання. Такі параметри блокінг-генератора, як коефіцієнт нелінійних спотворень, коефіцієнт корисної дії, напруга шумів, а також деякі інші параметри та характеристики в даному курсовому проекті не розраховувалися через відсутність відповідних вимог у технічному завданні.
Під час роботи над даним курсовим проектом були поглиблені знання з аналогової електроніці, зокрема по блокінг-генераторам. Були придбані навички роботи з програмою Workbench, що моделює роботу електричних ланцюгів.
Список літератури
Довідник по імпульсній техніці. Під ред.В.Н.Яковлева - Київ: «Техніка», 1970, 656 с.
Глєбов Б.А. Блокінг-генератори на транзисторах - Москва: «Енергія», 1972,104 с.
Бочаров Л.М. Розрахунок електронних пристроїв на транзисторах-Москва: «Енергія», 1978,208 с.
Гершунский Б.С. Довідник з розрахунку електронних схем - Київ.: «Вища школа», 1983, 237с.
Додаток А
Рисунок 2 - Модель проектованого блокінг-генератора.
Додаток Б
Малюнок 3 - Осцилограми вихідного і вхідного сигналу (червоним - вхідний сигнал, чорним - вихідний сигнал).