Усилители следящих систем - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Разработка полупроводникового усилителя для управления приводным двигателем следящей системы: проведение расчета оконечного, предоконечного и входного каскадов, выбор резисторов эмитерных цепей и транзисторов. Расчет емкостей реактивных элементов.


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.

Балтийский Государственный Технический Университет
Кафедра Н1 " Мехатроника и робототехника "
В курсовом проекте разрабатывается полупроводниковый усилитель для управления приводным двигателем следящей системы.
Расчет усилителя начинается с оконечного каскада.
Оконечный каскад, нагруженный на обмотку управления двигателя, обычно выполняют двухтактным. В основу расчета оконечного каскада положено требование обеспечения заданной мощности в нагрузке, поэтому одним из основных параметров оконечного каскада является коэффициент усиления по мощности, потребляемой обмоткой управления.
Число остальных каскадов определяется коэффициентом усиления по напряжению, требуемым техническим заданием.
Предоконечный каскад, должен обеспечивать на выходе расчетное значение входного сигнала оконечного каскада. Расчет предоконечного каскада основан на достижении максимального значения выходного сигнала во всем диапазоне рабочих температур.
Схема входного каскада выбирается с учетом обеспечения заданного входного сопротивления усилителя. В настоящее время входные каскады выполняются на интегральных операционных усилителях. При этом гарантируется стабильность работы устройства в широком диапазоне температур, а охват обмотки управления глубокой отрицательной обратной связью по переменному току определяет высокую стабильность усилительных параметров.
Фазовый сдвиг, вносимый усилителем, не должен превышать 15 градусов
Нестабильность коэффициента усиления, вызванная технологическим разбросом параметров транзисторов, не более 20%
При мощности нагрузки более 5 Вт выходное сопротивление усилителя должно составлять не более 20% от сопротивления нагрузки.
Напряжение на обмотке управления110 В
Потребляемая мощность обмотки управления13,5 Вт
Тип оконечного каскада выбирается по мощности, потребляемой обмоткой управления. При мощности управления более 5 Вт, оконечный каскад должен обеспечивать низкое входное сопротивление( R вых не более 0.2 R н ), поэтому выбираем такой усилительный каскад:
Обмотка управления асинхронного двигателя представляет собой активно-индуктивную нагрузку для оконечного каскада усилителя. С целью уменьшения мощности потребляемой обмоткой управления, а также для улучшения условий пуска, индуктивная составляющая сопротивления обычно компенсируется включением конденсатора параллельно обмотке управления.
здесь: U у , I у , P у - напряжение, ток в ОУ и мощность, потребляемая ОУ
R а , R L - активная и индуктивная составляющая сопротивления ОУ
(выбираем конденсатор К73-11-250В-0.68мкФ)
необходимость в наличии выходного трансформатора определяется следующим выражением
Е П - напряжение источника питания 20 В
U Кэмин - минимально допустимое напряжение на транзисторе
U КЭнас - падение напряжения на транзисторе в режиме насыщения
U Э - падение напряжения на эмиттерном сопротивлении R 12 , R 13
Неравенство не выполняется, следовательно, необходим трансформатор. Для согласования с нагрузкой применяют выходной трансформатор с коэффициентом трансформации:
Приведенное сопротивление нагрузки:
Максимальная амплитуда напряжения между коллектором и эмиттером: U КЭ макс =2Е П =40 В
Максимальная амплитуда коллекторного тока:
С учетом того, что транзистор может перегреваться во время пиков мгновенной мощности, достигающей 0,5 Р НП , максимальная средняя мощность, рассеиваемая в коллекторном переходе каждого транзистора:
Полученным значениям U КЭ макс , I К макс , P К выберем транзистор, параметры которого удовлетворяют условиям: P k доп > P K , I k доп > I kmax , U k доп > U K э max
P k доп = 1.5 (60) Вт - без и (с) теплоотводом,
Диапазон рабочих температур: -40…100 ? С
Статический коэффициент передачи тока в ОЭ
-средний статический коэффициент передачи тока в ОЭ
-находиться по входной характеристике транзистора при
-напряжение эмиттер-база в режиме покоя
Расчет теплового режима транзистора:
здесь R ПС =41.6 - тепловое сопротивление переход-среда транзистора
t П =125 С предельно допустимая температура перехода
t С =60 С максимальная температура среды
Т.к. неравенство не выполняется, необходим радиатор с поверхностью охлаждения:
- тепловое сопротивление перехода-корпус транзистора
- тепловое сопротивление корпус-радиатор
U кэ v 2 max = U кэ v 3 max =2 E к =40 В
P к v 2 доп =1Вт - без теплоотвода.
диапазон рабочих температур: от -40 до 100?С
U кэ max = E к (1+- =20(1+ )= 26,6 В
где K u =(1 … 3 ) коэффициент усиления по напряжению ОК
По этим параметрам выбираю транзистор КТ 361Д который имеет следующие характеристики.
Диапазон рабочих температур -60 …+ 100 С
Статический коэффициент передачи тока в ОЭ
Расчет резисторов оконечного каскада:
Резисторы эмитерных цепей R 13 , R 2 0 :
- максимальная крутизна транзисторов в партии
д I | =1,05…1,15 - допустимая разбалансировка коллекторных токов
мощность, рассеиваемая не каждом резисторе
P R э =0,25 I 2 к max * R э =0,25*2,5 2 *0,8 = 1,25 Вт
Остальные резисторы выбираются из условия трех-пятикратного превышения входных сопротивлений транзисторов V 2 , V 3 и V 5 , V 6 :
R 1 1 = R 1 8=(3…5) h 11 14 =5*947=4,7кОм
R 1 2= R 1 9=(3…5) h 11 25 =5*300=1,5 кОм
Минимальная величина R 4 и R 7 ограничена следующим неравенством:
Неравенство выполняется на резисторах R 4… R 7 рассеивается не более 10% выходной мощности.
Коэффициент усиления по напряжению:
Нестабильность коэффициента усиления по напряжению:
Максимальная амплитуда входного сигнала ОК:
Мощность потребляемая оконечным каскадом от источника сигнала:
Мощность, необходимая для управления двигателем, обеспечивается оконечным каскадом; входное сопротивление усилителя - входным каскадом. Предоконечный каскад должен обеспечить на входе расчетное значение мощности входного сигнала оконечного каскада и, что самое главное, максимальный коэффициент усиления:
P н - входная мощность оконечного каскада
U кэ - напряжение коллектор - эмиттер в режиме покоя
U кэ - допустимое температурное смещение рабочей точки
I к min - минимально допустимое значение коллекторного тока.
где U КЭ1 = (0,3…0,4) E к =0, 3 * 20= 6 В
U КЭ1 =(0,1…0,2) E к =0, 1 * 20 =2 В
P к 2 =U кэ *I к 2 = 6*1,97 *10 -3 =12 мВт
Диапазон рабочих температур от -60 до +100 С
P 14 =0,25*( I э2 ) 2 R 14 =0,4 мВт
P 11 = U кэ * I к1 =20*1, 7 *10 3 =0,03 4 Вт
С2 - 33 - 5,6 кОм ± 10% P =0,125 Вт
Диапазон рабочих температур от -60 до +100 С
Коэффициент трансформации согласующего трансформатора:
R н = R вх сопротивление последующего каскада
где W 2 - число витков вторичной обмотки
W 1 - число витков первичной обмотки
Выбираю С2-33 470 кОм ± 10% P =0,125 Вт
Выбираю С2-33 51 кОм ± 10% P =0,125 Вт
Рассмотрим стабилизацию коэффициента усиления по напряжению введением ООС по переменному току. Зададимся нестабильностью коэффициента усиления каждого каскада равным k U = 0.05, тогда требуемый коэффициент стабилизации , где - относительный разброс коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ
Выбираю R 12 C 2-33-240Ом ± 10% P =0,125Вт
R 13 = R э - R 12 = 1,2кОм-240Ом=960 Ом
Выбираю R 13 C 2-33-1кОм ± 10% P =0,125Вт
коэффициент усиления по напряжению каскада охваченного ОС
Коэффициент усиления всего усилительного устройства:
Для обеспечения заданного К U ОУ и входного сопротивления необходимо выбрать входной каскад на ОУ.
Но так как питание усилителя однополярное, а ОУ требует двухполярного питания, то используем схему с параметрическим стабилизатором.
Выбираем резистор С2-33Н-0.125-5,1кОм +10%
Выбираем резистор С2-33Н-0.125-120кОм +10%
Выбираем резистор С2-33Н-0.125-4,7кОм +10%
Для обеспечения питания ОУ применим два стабилитрона для обеспечения средней точки. Выбираем стабилитроны КС121А.
Выбор трансформатора обуславливается передаваемой мощностью, коэффициентом трансформации и индуктивностью первичной обмотки, необходимо, так же, принимать во внимание, что действующие значения напряжений на обмотках должны быть меньше паспортных, а для реализации необходимого КПД, сопротивления обмоток должны быть меньше расчетных.
Расчет емкостей реактивных элементов.
1). Логинов А.В. " Усилители следящих систем " , учебное пособие по курсовому проектированию,1981г.
2.) Логинов А.В " Аналоговые усилительно-преобразовательные устройства " , учебное пособие,2008.
3). И.И.Четвертков, В.М. Терехов, " Резисторы " справочник,1991
4). Справочник по электрическим конденсаторам под ред. И.И.Четветкова и В.Ф.Смирнова,1983
5). В.Ф. Лярский, О.Б.Мурадян, " Электрические соединители " ,справочник,1988
6). С.Т. Усатенко, Т.К. Каченюк, М.В.Терехова " Выполнение электрических схем по ЕСКД " ,справочник,1989.
7).Н.Н.Горюнов " Полупроводниковые приборы: транзисторы " ,справочник,1985
8).Б.Л.Перельман " Транзисторы для аппаратуры широкого применения " ,справочник,1981
9). А.В. Голомедов " Мощные полупроводниковые приборы: транзисторы " ,справочник,1985
Коэффициент усиления усилителя и диапазон частот входного сигнала. Нелинейные искажения для транзисторных каскадов. Выбор оконечных транзисторов, расчет Sт. Расчет элементов предусилителя. Проектирование блока питания. Выбор выпрямителя и схемы фильтра. курсовая работа [1,0 M], добавлен 17.11.2013
Определение числа каскадов. Распределение искажений. Расчет оконечного каскада. Расчет рабочей точки, выбор транзистора. Расчет выходной корректирующей цепи. Расчет предоконечного каскада. Расчет входного каскада. Расчет разделительных емкостей. курсовая работа [445,7 K], добавлен 02.03.2002
Определение числа каскадов. Распределение искажений амлитудно-частотной характеристики (АЧХ). Расчет оконечного каскада. Расчет предоконечного каскада. Расчет входного каскада. Расчет разделительных емкостей. Расчет коэффициента усиления. курсовая работа [541,7 K], добавлен 01.03.2002
Разработка и расчет оконечного каскада усилителя мощности. Выбор типа транзистора. Расчет масштабирующего усилителя с инвертированием сигнала. Разработка блока питания. Расчет предоконечного и промежуточного каскадов. Выбор операционного усилителя. курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.10.2009
Расчет оконечного, предоконечного, предварительного и входного каскадов, температурной стабилизации усилителя мощности; частотных искажений конденсаторов. Определение коэффициента усиления охлаждения транзисторов и коэффициента гармоник устройства. курсовая работа [4,2 M], добавлен 09.11.2014
Определение числа каскадов. Распределение искажений в области высоких частот. Расчет оконечного каскада. Расчет рабочей точки. Выбор транзистора. Расчёт предоконечного каскада. Расчёт входного каскада. Расчет блокировочных и разделительных емкостей. курсовая работа [816,5 K], добавлен 02.03.2002
Определение числа каскадов. Распределение искажений. Расчет оконечного каскада. Расчет выходной корректирующей цепи. Расчет предоконечного каскада. Расчет входного каскада. Расчет разделительных емкостей. Расчет итогового коэффициента усиления. курсовая работа [690,2 K], добавлен 02.03.2002
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



Усилители следящих систем курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Контрольная работа: по Анализу финансовой отчетности
Курсовая работа по теме Интервью
Курсовая работа по теме Организация цеха по пошиву спецодежды
Курсовая работа: Проект овцеводческой фермы на 95 голов
Клиника спида
Контрольная работа: Работа над английскими текстами "Prices and markets", "Price and value"
Курсовая работа по теме Аудит расчетов по налогу на прибыль
Реферат по теме Танец в киноискусстве
Реферат: Оперный театр Ла Скала, Милан
Реферат: Стимулирование самостоятельной деятельности в формировании стержневых интересов у старшеклассников с широкими интересами
Контрольная Работа 8 Кл Главные Члены Предложения
Учебное пособие: Основы экономической теории
Курсовая работа по теме Определение характеристик водосбора
Реферат: Corporate Elite Essay Research Paper Elitist theory
Дневник Практики Парикмахер
Дипломная работа по теме Уголовно-правовой анализ состава присвоения и растраты
Контрольная Работа На Тему Сучасная Проза Беларусі І Творчасць Г. Бураўкіна
Курсовая работа по теме Система військових правоохоронних органів України, їх загальна характеристика, завдання та основні напрямки діяльності
Реферат: Применение тарифных льгот при осуществлении внешней экономической деятельности
Рудницкая Контрольные Работы
Экономико-транспортное значение Азовского моря - География и экономическая география реферат
Правовой статус военной прокуратуры в РФ - Государство и право курсовая работа
Виды процессуального соучастия - Государство и право курсовая работа