Расчёт схемы по переменному току

3.3 Расчёт схемы по переменному току

K_u=-R_к/R_э=-2270/227-10;

R_{вхтранз}=h_11оэ+h_21оэ*R_э=0,55/0,067мА+30*227=15 кОм

 для переменных сигналов состоит из параллельного соединения элементов , и , т. е.:. Учитывая, что требуется, чтобы  , рассчитаем дополнительный резистор , который для переменных сигналов является подключённый параллельно с , т.е. новое , или

. Введём новое обозначение элементов усилителя и округлим их значения до ближайших стандартных:

=R₁=1 кОм;

R_б=R₂=124 кОм

R_k=R₃= 2.3 кОм

R_э=R₄=230 Ом

Конденсатор С_э=С₄ устраняет ООС по переменному току. Выберем его значение С₄=1мкФ, согласно формуле. Резисторы выберем типа С2-33-0.125±5% ОЖО.467.093 ТУ.

Рисунок 10 – Схема электрическая принципиальная радиотехнического устройства

На рисунке 10: R₁=1 кОм, R₂=134 кОм, R₃=2,3 кОм, R₄=230 Ом, С₁=440пФ, С₂=880пФ, С₃=1мкФ, L₁=0,44 мГн, L₂=0,88 мГн, VT1 – транзисор КТ312.

4 Анализ спектра сложного периодического сигнала

 

4.1 Основные технические положения

Исходные данные приведены на рисунке 11.

Рисунок 11 – Исходные данные

Для рисунка 11: Uo= 0,1В, , R_г=500 Ом,

Аналитическое выражение для записи спектра(ряд Фурье) имеет вид:

,

где -  - постоянная составляющая;

-  - амплитуда при синусах;

-  - амплитуда при косинусах;

- , φ=arctg() - амплитуда и фаза произвольной гармоники входного сигнала;

-  - номер гармоник;

-  - частоты гармоник.

У чётных сигналов , а у нечётных . Кроме того может отсутствовать постоянная составляющая в сигнале.

При определении коэффициентов ряда Фурье функцию под знаком интеграла для чётных и нечётных функций  можно задавать на части периода, а результат вычислений округлять в большую сторону.

 

4.2 Анализ спектра

Для сигнала на рисунке 9:

;

 -для периода от 0 до T/4.

Функция  в данном варианте чётная (т. е. ), содержит постоянную составляющую. Определяем :

Таким образом, в спектре сигнала нет чётных гармоник; но по четным порядкам сигнал равен нулю

С учётом этого, аналитическое выражении сигнала для сигнала на входе фильтра:

U(t)_вхФ =a₁cos(w₁t)+a₃ cos(3w₁t)+a₅ cos(5w₁t)+b₇ cos(7w₁t)+…=0,127 cos(w₁t)+0,042 cos(w₁t)+ 0,025 cos(5w₁t) + 0.018 cos(7w₁t)+ 0.014 cos(9w₁t)+… .

Рисунок 12 – График амплитудного спектра сигнала

5 Анализ прохождения входного сигнала через радиотехническое устройство

 

5.1 Различные допущения и ограничения

Хотя, при различных округления несколько изменились коэффициенты передачи электрического фильтра, дополнительные корректировочные расчёты проводить не будем.

5.2 Анализ по схеме рисунка 9

На вход фильтра подаётся сигнал вида:

U(t)_вхФ =a₁cos(w₁t)+a₃ cos(3w₁t)+a₅ cos(5w₁t)+b₇ cos(7w₁t)+…=0,127 cos(w₁t)+0,042 cos(w₁t)+ 0,025 cos(5w₁t) + 0.018 cos(7w₁t)+ 0.014 cos(9w₁t)+…

Так как на входе фильтра стоит разделительный конденсатор , то постоянной составляющей a₀/2=0.05 на выходе фильтра не будет.

U(t)_вхФ =1cos(w₁t+0)+ 1cos(w₁t+0)+1 cos(w₁t+0)+1 cos(w₁t+0)+…≈0,127 cos(w₁t)+0,042 cos(w₁t)+ 0,025 cos(5w₁t) + 0.018 cos(7w₁t)+ 0.014 cos(9w₁t).

Тогда на выходе фильтра и на входе усилителя будет напряжение Так как переменные сигналы, подаваемые на усилитель, малы то считаем его линейным с |K_u|=-10.Ёмкостные и инерционные, свойства p-n – переходов не учитываем т.к. Тогда:

U(t)_вхф=-10*(0,127 cos(w₁t)+0,042cos(w₁t)+ 0,025cos(5w₁t) + 0.018 cos(7w₁t)+ 0.014 cos(9w₁t)).

Заключение

сигнал электрический фильтр усилитель радиотехнический

Таким образов, в соответствии с заданием, в данной курсовой работе решены следующие задачи анализа и синтеза:

- проанализирован спектральный состав входного сигнала, а также прохождение сигнала через радиотехнические устройства (электрический фильтр и усилитель);

- проведен синтез эквивалентных схем и проектирование принципиальных схем радиотехнических устройств.

В курсовой работе применены следующие допущения и ограничения:

- спектр рассчитывался по пятую гармонику, включительно;

- усилитель, фильтр и источник сигнала считались согласованными, что позволило применить классическую теорию синтеза фильтров;

- ввиду небольшой амплитуды входного напряжения режим работы усилителя считался “линейным”.

Из-за допущений, точность расчетов несколько снизилась, но уменьшилась трудоемкость.

В целом, требования задания выполнены.

Список использованной литературы

1 Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учебное пособие для студентов приборостроительных специальных вузов.-М:Высш.шк., 1991.-623с.

2 Бакалов В.П. Основы теории цепей\ учебник для вузов. – М.: «Радио и связь», 2000 г. -588 с.

3 Расчет фильтров с учетом потерь: справ./пер. с нем. Литвиненко. Под ред. Сильвинской – М.: изд. «Связь», 1972 г. – 200 с.

5 Никонов И.В., Женатов Б.Д. Электрические цепи. Анализ и синтез: Учебное пособие.-Омск: ОмГТУ, 2004.-104с.