Блок управления модулятором добротности твердотельного лазера - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Блок управления модулятором добротности твердотельного лазера

Выбор и обоснование блок-схемы системы управления. Расчёт первого и второго ждущих мультивибраторов с эмиттерной связью. Определение контура ударного возбуждения (генерации колебаний заданной частоты). Триггер с эмиттерной связью "усилитель-ограничитель".


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

2. Выбор и обоснование блок-схемы системы управления
3. Расчёт первого ждущего мультивибратора с эмиттерной связью (строб задержки)
4. Расчёт второго ждущего мультивибратора с эмиттерной связью (строб работы)
5. Расчёт контура ударного возбуждения (генерация колебаний заданной частоты)
6. Расчет триггера с эмиттерной связью (усилитель - ограничитель)
Блок управления модулятором твердотельного лазера.
1. Выбрать и обосновать блок схему устройства блока управления. Рассчитать элементы принципиальной схемы в соответствии с заданием.
2. Разработать функциональную и принципиальную схему устройства, которое должно сохранять параметры, указанные в задание в диапазоне температур от -30 до +30 градусов Цельсия.
3. Провести моделирование разработанного устройства в САПР.
-Время задержки импульса запуска: tз=205 мкс
-Длительность импульса управления: tи=1,6 мкс
-Длительность переднего фронта импульса управления: tф=0,2 мкс
-Длительность заднего фронта импульса управления: tc=0,2 мкс
-Частота следования импульсов управления: н=240 кГц
-Амплитуда импульсов управления на нагрузке: Um=8 В
-Сопротивление нагрузки: Rн=2.5 кОм
2. Выбор и обоснование блок-схемы системы управления
Система управления зарядом должна зарядить накопительную емкость батареи до напряжения, определяющего энергию накачки и поддерживать это напряжение с достаточной степенью точности. Для запуска лампы накачки, которая вырабатывает импульс света, который и превращает активный элемент лазера в элемент, способный усиливать проходящий через него свет определенной длины волны.
Импульсный режим работы лазера (по накачке) определяет особенности управления электрооптическим (или другим типом) модулятора добротности. Достаточный уровень усиления активной среды достигается через некоторое, вполне определенное время. Поэтому необходимо задержать появление первого импульса модуляции добротности на время задержки необходимое для установления свойств активного элемента лазера (коэффициента усиления) на заданном уровне.
Лазер с импульсной модуляцией добротности состоит из системы управления модулятором (СУМ):
Выберем следующую схему управ ления СУМД:
1. Запускающий импульс с внешней схемы.
2. Ждущий мультивибратор (генерирует импульс задержки начала режима работы).
3. Ждущий мультивибратор (генерирующий импульс работы).
4. Контур ударного возбуждения (генерирует синусоиду заданной частоты).
5. Триггер Шмитта (преобразует синусоиду в прямоугольные импульсы).
6.Ждущий мультивибратор(генерирует управляющие импульсы заданной частоты и длины).
СУМД должна давать следующие временные диаграммы работы лазера в режиме "пачки" импульсов (Рис. 1, 2, 3, 4 и 5):
Рис. 3. Строб задержки первого импульса модуляции добротности
Рис. 4. Строб работы в режиме "пачки" импульсов
3. Расчёт первого ждущего мультивибратора с эмиттерной связью (строб задержки)
Рис. 6. Схема ждущего мультивибратора с эмиттерной связью (строб задержки)
Мультивибратор с эмиттерной связью в данной схеме (Рис. 6) применяется как ждущий генератор импульсов прямоугольной формы с заданной длительностью.
В данной схеме запуск производится от генератора прямоугольных импульсов V1 импульсом амплитудой 8 [В] и длительностью 10 [мкс].
В исходном состоянии транзистор T1 закрыт, а транзистор T2 открыт и находится в режиме насыщения, что достигается выбором сопротивлений R1, R2, Re. Конденсатор С заряжен до максимального значения. При поступлении запускающего импульса происходит опрокидывание схемы, в результате чего T2 закрывается, а T1 переходит в режим насыщения. В наступившем неустойчивом состоянии происходит разряд конденсатора частью коллекторного тока транзистора T1, протекающего через сопротивление R, источник напряжения VEK, и сопротивление Re. При разрядке конденсатора происходит снижение потенциала базы транзистора T2 по экспоненциальному закону, после чего происходит возврат схемы в начальное состояние.
Коллекторное напряжение определяется из условия, что
Выбор типа транзистора производится из условий:
- максимально допустимое коллекторное напряжение больше или равно Ek;
- время TF должно быть того же порядка, что и допустимое время включения и выключения транзистора.
Анализируя базу данных биполярных транзисторов можно выбрать транзистор КТ630А
Характеристики транзистора КТ 315 А
4. Расчёт второго ждущего мультивибратора с эмиттерной связью (строб работы)
Рис. 7 Схема ждущего мультивибратора с эмиттерной связью(строб работы)
Запуск второго мультивибратора (Рис. 7) происходит при помощи положительного импульса на коллекторе первого транзистора, который после дифференцирования при помощи дифференцирующей цепочки с маленькой постоянной времени цепи даёт скачок напряжения на сопротивлении , что обеспечивает смену состояния на транзисторах. В схеме запуска присутствует диод, что позволяет запустить мультивибратор только по заднему фронту импульса с первого мультивибратора.
Коллекторное напряжение определяется из условия, что
Анализируя базу данных биполярных транзисторов можно выбрать транзистор КТ315А
Величина сопротивления определяется из следующих условий
При этом для обеспечения амплитуды выходного импульса коллекторный ток равен:
1. Величину сопротивления рассчитываем так:
3. Времязадающее сопротивление для коэффициента глубины насыщения рассчитывается, исходя из условия насыщения второго транзистора в исходном состоянии:
4. Времязадающую ёмкость определяем для , так как :
5. Сопротивления делителей и определяются из условия запирания первого транзистора в начальном состоянии:
6. Уточнение величины восстановления схемы, определяется временем заряда конденсатора:
7. Уточнение величины амплитуды напряжения:
После тестирования и настройки схемы методами САПР получены следующие значения элементов схемы:
5. Расчёт контура ударного возбуждения (генерация колебаний заданной частоты)
Рис. 8 Схема контура ударного возбуждения
Необходимо рассчитать генератор ударного возбуждения, обеспечивающий генерирование серии синусоидальных колебаний с частотой , и с амплитудой . Длительность серии колебаний .
Для получения колебаний максимальной амплитуды необходимо обеспечить прекращение тока через катушку индуктивности контура в течение времени, которое значительно меньше четверти периода собственных колебаний контура.
Время запирания транзистора определяется его постоянной времени, амплитудой импульса тока базы и начальным током коллектора, протекающим перед запиранием.
Чтобы токи запирания транзистора не были бы чрезмерно большими желательно использовать высокочастотные транзисторы с малой постоянной времени TF. Удовлетворительным можно считать условие TF<0.1*tzap
Коллекторное напряжение определяется из условия, что
Анализируя базу данных биполярных транзисторов можно выбрать транзистор КТ315А
Сопротивление катушки контура из конструктивных соображений:
Индуктивность катушки колебательного контура:
Ёмкость конденсатора колебательного контура:
Для обеспечения постоянства амплитуды колебаний в контуре коэффициент обратной связи должен быть равен единице. Выполнение этого условия обеспечивается при равенстве сопротивления обратной связи эквивалентному сопротивлению контура со стороны отвода катушки.
Найдём амплитуду напряжения на выходе системы:
Сопротивление R 6 в цепи базы транзистора определяет положение рабочей точки и должно выбираться так, чтобы в состоянии покоя выполнялось неравенство:
Сопротивление стабилизации тока покоя КТ315А:
Резистор R 2 вместе с конденсатором C 2 представляют собой развязывающую цепь. R 2 вычисляется из условия обеспечения выбранного.
После подгонки и тестирования схемы методами САПР получены следующие значения элементов схемы:
6. Расчет триггера Шмитта(генерация импульсов заданной частоты)
Триггер Шмитта является несимметричной схемой и применяется для формирования прямоугольных импульсов из синусоидального или произвольной формы напряжения, а также в качестве порогового устройства, реагирующего на определённый уровень сигнала. Триггер имеет два устойчивых состояния. Открытые транзисторы работают в режиме насыщения.
Поясним работу схемы. Пусть в исходном состоянии при нулевом входном напряжении транзистор VT1 закрыт, а VT2 открыт и насыщен. При увеличении входного отпирающего напряжения транзистор VT1 открывается, потенциал его коллектора понижается, что уменьшает базовый ток транзистора VT2. Когда значение входного напряжения достигнет порогового, произойдёт лавинообразный процесс смены состояний транзисторов, в новом устойчивом состоянии транзистор VT1 открыт, а VT2-закрыт. При уменьшении отпирающего напряжения обратное опрокидывание триггера произойдёт не при напряжении срабатывания, а при некотором меньшем напряжении отпускания. В результате этого опрокидыания схема перейдёт в первоначальное состояние.
Напряжение, при котором происходит обратное опрокидывание триггера:
После подгонки и тестирования методами САПР получены следующие значения элементов схемы:
7. Расчёт ждущего мультивибратора с эмиттерной обратной связью(генерация импульсов заданной длины)
Рис. 10 Ждущий мультивибратор с эмиттерной связью (генерация импульсов заданной длины)
Коллекторное напряжение определяется из условия, что
Анализируя базу данных биполярных транзисторов можно выбрать транзистор КТ315А
Величина сопротивления определяется из следующих условий
При этом для обеспечения амплитуды выходного импульса коллекторный ток равен:
1. Величину сопротивления рассчитываем так:
3. Времязадающее сопротивление для коэффициента глубины насыщения рассчитывается, исходя из условия насыщения второго транзистора в исходном состоянии:
4. Времязадающую ёмкость определяем для , так как :
5. Сопротивления делителей и определяются из условия запирания первого транзистора в начальном состоянии:
6. Уточнение величины восстановления схемы, определяется временем заряда конденсатора:
7. Уточнение величины амплитуды напряжения:
После тестирования и настройки схемы методами САПР получены следующие значения элементов схемы:
управление мультивибратор триггер эмиттерный
В данной работе был произведен выбор блок-схемы СУМД, а также рассчитаны элементы СУМД, такие как ждущие мультивибраторы для генерации импульсов работы, строба задержки, строба работы; контур ударного возбуждения, триггер Шмитта.
При помощи программы Micro-Cap смоделирована схема и получены следующие выходные характеристики:
-Время задержки импульса запуска: tз=206,482 мкс
-Длительность импульса управления: tи=1,615 мкс
-Длительность переднего фронта импульса управления: tф=0,01 мкс
-Длительность заднего фронта импульса управления: tc=0,1 мкс
-Частота следования импульсов управления: f=235,6 кГц
-Амплитуда импульсов управления на нагрузке: Um=7,52 В
Все полученные значения не выходят за предел погрешности в 10%.
Структура лазера с импульсной модуляцией добротности. Расчет первого и второго ждущего мультивибратора с эмиттерной связью (строб задержки и работы). Схема ключа с резистивно-емкостной связью. Применение мультивибраторов с коллекторно-базовыми связями. курсовая работа [993,6 K], добавлен 28.12.2014
Разработка системы управления коротковолнового радиопередатчика на основе современной отечественной элементной базы. Документация для блока автоматизированного управления связью. Тепловой режим блока, технологичность и экономическая эффективность. дипломная работа [468,7 K], добавлен 10.06.2009
Выбор принципиальных схем узлов устройства. Компьютерное моделирование предварительного усилителя и усилителя мощности с общей обратной связью. Расчёт стабилизатора напряжения, усилителя, сглаживающего фильтра, трансформатора, диодной схемы выпрямления. курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.12.2014
Расчёт параметров усилителя, анализ различных схем термостабилизации. Характеристика эквивалентных моделей транзистора. Параметры схемы Джиаколетто. Определение эмиттерной коррекции, схемы термостабилизации. Расчет результирующего коэффициента усиления. курсовая работа [2,0 M], добавлен 25.04.2015
Технологический процесс изготовления полупроводниковой интегральной схемы ТТЛ. Расчет режимов базовой и эмиттерной диффузии, а также эпитаксии. Уточнение профиля распределения примеси в эмиттерной области. Определение точности изготовления резисторов. курсовая работа [2,6 M], добавлен 14.03.2014
Исследование структурной схемы импульсного усилителя. Выбор рабочей точки и транзистора. Расчет эквивалентной схемы транзистора, усилительных каскадов, разделительных и блокировочных емкостей. Характеристика особенностей эмиттерной термостабилизации. курсовая работа [553,4 K], добавлен 23.10.2013
Разработка системы управления коротковолнового радиопередатчика на основе элементной базы. Особенности радиоэлектронных устройств. Проектирование блока и функционального узла. Расчет надежности с учетом различных видов отказов и теплового режима. дипломная работа [685,8 K], добавлен 30.03.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Блок управления модулятором добротности твердотельного лазера курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат: Шванебах, Христиан Фёдорович
Контрольная работа по теме Характеристика горных пород. Описание геологического разреза
Реферат: Комплексный анализ финансового состояния предприятия
Дипломная работа по теме Разработка конструкции новой модели женского костюма для массового производства
Реферат: Революция 1905–1907 гг. в России
Звери В Осеннем Лесу Сочинение
Лабораторная работа: Глобальные проблемы 2
Курсовая работа по теме Особенности стратегии производственного аутсорсинга (на примере кооперации российских и китайских компаний)
Реферат: Roaring Twenties Essay Research Paper Do you
Реферат по теме Анализ материалов обобщения передового опыта тяжеловесного движения на зарубежных железных дорогах
Дипломная работа: Столкновение идеального и реального миров и образ писателя в киносценарии Патрика Зюскинда и Хельмута Дитля ""Россини", или Убийственный вопрос, кто с кем спал"
Сочинение Чьими Глазами 2 Класс
Курсовая работа по теме Творчество Камиля Коро
Диссертация Конкурентоспособность Металлургических Корпораций России
Тест На Тему История Экономики России
Реферат Н М Карамзин И Симбирский Край
Практическое задание по теме Издержки производства и их виды
Последовательность Структуры Курсовой Работы
Реферат: Философия в системе культуры 2
Отчет по практике по теме Фаянсовые изделия предприятия ЗАО 'Аксинья' г. Семикаракорск
Контроль и ревизия: характеристика, виды и порядок проведения - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа
Анатомия височно-нижнечелюстного сустава - Биология и естествознание реферат
Красноярск от послевоенных лет до наших дней - История и исторические личности реферат