Генератор трикутних напруг (стр. 3 из 5)

Задамося

= (В).

Визначимо напругу живлення за заданою амплітудою вихідних імпульсів гранична частота лежить в межах

, а :

,

,

,

;

Виберемо ОП К574УД1

Основні параметри:

(нА) вхідний струм

(В) максимальна вихідна напруга

(Ом) вихідний опір

(МГц) гранична частота

Діапазон робочих температур=(45-70)

С

2.4 Попередній розрахунок підсилювача потужності

В якості підсилювача потужності використаємо підсилювальний двотактний каскад на біполярних транзисторах.

Розрахуємо потужність на виході даного каскаду.

Початкові дані:

10(В), =4 (Ом)

І_max=

, (14)

І_max=

;

Розрахуємо максимальну вихідну потужність:

Р_max=U_maxI_max, (15)

Р_max =

=25 (Вт)

Оскільки використовуємо комплементарне включення то потужність на виході одного транзистора зменшується у двічі. Таким чином для транзистора:

Р_max=U_maxI_max/ 2,

Р_max =12,5 (Вт)

За даними параметрами з довідника оберемо два транзистори КТ819Атипу NPN, і КТ 818А типу PNP.

Таблиця 2.1 – Основні параметри транзистора

Тип	Pкmax,Вт	Ікmax, A	Uкеmax, B	h21e min/max	fгр,МГц
КТ819А КТ 818А	60	10	40	>15	3

2.5 Попередній розрахунок підсилювача напруги

ПН використовується для стабілізації рівня вихідної напруги на перед кінцевому каскаді. Для визначення параметрів проведемо наступні розрахунки.

Визначимо коефіцієнт підсилення по напрузі:

, (16)

.

Оскільки попередній каскад перетворює прямокутну напругу в трикутну, то хоч попередній каскад варто стабілізувати рівень вихідної напруги та підсилити його до рівня 10 В. Це і буде виконувати даний каскад.

Виберемо активний елемент підсилювача потужності спираючись на наступні дані:

Оскільки коефіцієнти підсилення транзисторів VT2 та VT3 К_пр=25дб=300,

то :

Р_вх=

, (17)

Р_вх

, , І_кмах = .

Заданим параметрам відповідає транзистор n-p-n КТ3107А

Основні параметри транзисторів:

КТ3107А:

=300(мВт) – максимальна колекторна потужність.

=100(мА) – максимальний колекторний струм.

=380/800 – коефіцієнт підсилення.

=200(МГц) - гранична частота, T=-60...+125 С – робоча температура.

2.6 Попередній розрахунок первинного перетворювача

Для первинного перетворювача в даному випадку – інтегратора, виберемо такий операційний підсилювач:

Нехай U_вх=5(В), тоді

=(1,2...1,4) U_вих =(6..7)(В).

Задамося

= (В).

К574УД2Б

Основні параметри:

(нА) вхідний струм

(В) максимальна вихідна напруга

(Ом) вихідний опір

(МГц) гранична частота

Розрахуємо діапазони зміни Rx для для зміни амплітуди імпульсу на виході первинного перетворювача.

Наведемо можливі межі напруг:

(В),

(В),

Розрахуємо динамічний діапазон.

D=

,D= .

Оскільки заданий діапазон є більшим за 10, то виконаємо його розбиття на під діапазони:

D

= , D = =2,

D

= ,D= =5.

D

= ,D= =10.

2.7 Розробка детальної структури схеми

Детальна структура схеми представлена на рисунку 2.7.

Рисунок2.7 – Детальна структурна схема

На рисунку 2.7 – детальна структурна схема,в якій:

АМВ – автоколивальний мультивібратор, використовується для того, щоб сформувати прямокутні імпульси з напругою 5(В). Використовується в подальшому для формування трикутної напруги на виході.

П –перетворювач, призначений для перетворення прямокутної напруги в трикутну. В якості перетворювача використовується інтегратор на ОП моделі К574УД2Б.

ПН – підсилювач напруги, призначений для підсилення величини вихідного сигналу по напрузі до 10(В). Таким чином на виході даного каскаду отримуємо напругу 0...10(В).

ПП – підсилювач потужності, використовується для забезпечення потужності на навантаженні. Оснований на БТ КТ802Аі КТ 805А P.

Закінчивши попередню розробку структурної схеми, маємо схему, розбиту на декілька каскадів, внаслідок чого, для кожного з каскадів зроблений попередній розрахунок. Тобто визначені динамічні діапазони, коефіцієнти підсилення, максимальні значення струмів, напруг,

потужностей, вибрані згідно розрахункам операційні підсилювачі, транзистори.

Принцип роботи перетворювача заключається у наступному. АМВ проводить генерацію імпульсів з напругою 5(В). Згенеровані імпульси потрапляють інтегратор, на виході якого формуються трикутні імпульси, тривалість яких може формуватись за допомогою змінних резисторів. Дана напруга є досить низькою і виникає необхідність її підсилення по напрузі та стабілізації та підсилення по потужності, саме тому у схемі і використовуємо підсилювачі напруги та потужності.

3 Електричні розрахунки

3.1 Електричний розрахунок підсилювача потужності

Електричний розрахунок виконуємо за допомогою електричної принципової схеми , яка зображена на (рисунку 3.1).

Рисунок 3.1 – Схема ПП електрична принципова

Вхідні дані:

Транзистори КТ802Аі КТ 805А.

=60(Вт)

=10(А)

=40(В)

U_мах =10(В)

Р_вх=300(мВт)

Р_вих=80(Вт)

Оберемо напругу живлення