Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

673_Raschet_analogovykh_i_diskretnykh_ustrojstv_

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
12.11.2022
Размер:
548.77 Кб
Скачать

Таблица 2.12 (Продолжение)

 

f ,кГц

 

Н1

Н2

Н

А

f2ц

20,91

0,1307

13,64

28,6

0,894

0,98

 

21

0,1313

13,13

28,46

0,856

1,35

 

21,5

0,1344

10,82

24,15

0,599

4,46

 

22

0,1375

9,19

18,67

0,393

8,11

 

22,5

0,1406

7,98

14,63

0,268

11,45

 

23

0,1438

7,06

11,88

0,192

14,34

 

23,5

0,1469

6,33

9,95

0,144

16,83

 

24

0,1500

5,73

8,54

0,112

19,00

f3ц

24,33

0,1521

5,4

7,81

0,097

20,29

 

24,5

0,1531

5,25

7,48

0,090

20,92

 

25

0,1563

4,84

6,66

0,074

22,64

По результатам расчета построим графики АЧХ и ослабления цепи.

H f

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

16 18 20 22 24 f,кГц

Рис. 2.15. График АЧХ БИХ-фильтра в диапазоне частот f3ц f3ц

31

A f , дБ

25

20

15

10

5

0

18

20

22

24

f,кГц

16

Рис. 2.16. График ослабления БИХ-фильтра в диапазоне частот f3ц f3ц

Проверим, соответствует ли ослабление спроектированного фильтра исходным требованиям.

По результатам расчета видим, что:

ослабление на границе полосы пропускания

A( f2ц ) 0,98 дб 1 дБ; A(fц2) 0,98 дб 1 дБ ;

ослабление на границе полосы непропускания

A(f3ц ) 20,28 дб 20 дБ ; A(fц3) 20,29 дб 20 дБ .

Очевидно, что требования, заданные при проектировании, выполнены.

2.5. Расчет сигнала на выходе БИХ-фильтра

Зная отсчеты спектра входного сигнала U1 jk 1 , определим отсчеты спектра выходного сигнала

U2 jk 1 U1 jk 1 H jk 1 ,

(2.51)

где H jk 1 – значения комплексной частотной характеристики на соответст-

вующих частотах.

Результаты расчетов можно представить в виде таблицы 2.13.

32

Табл. 2.13. Результаты расчета спектра сигнала на выходе БИХ-фильтра

f ,кГц

k

U1 k 1

1 k 1

Н k 1

k 1

U2 k 1

2 k 1

0

0

2,66

0,0

0,000

0,00

0

0,00

10

1

2,59

0,0

0,008

172,89

0,020

172,89

20

2

2,41

0,0

1,000

0,00

2,407

0,00

30

3

2,13

0,0

0,020

-168,49

0,042

-168,49

40

4

1,80

0,0

0,005

-174,31

0,009

-174,31

50

5

1,47

0,0

0,002

-176,59

0,003

-176,59

60

6

1,19

0,0

0,001

-177,99

0,001

-177,99

70

7

1,01

0,0

0,000

-179,06

0,000

-179,06

80

8

0,94

0,0

0,000

0,00

0,000

0,00

90

9

1,01

0,0

0,000

179,06

0,000

179,06

100

10

1,19

0,0

0,001

177,99

0,001

177,99

110

11

1,47

0,0

0,002

176,59

0,003

176,59

120

12

1,80

0,0

0,005

174,31

0,009

174,31

130

13

2,13

0,0

0,020

168,49

0,042

168,49

140

14

2,41

0,0

1,000

0,00

2,407

0,00

150

15

2,59

0,0

0,008

-172,89

0,020

-172,89

Применим к полученным значениям U2 jk 1

ОДПФ, в результате получим

отсчеты дискретного сигнала на выходе БИХ-фильтра.

 

 

 

 

1

N 1

2

 

1

15

 

 

u2 n

U2 jk 1 ej

 

nk

 

 

U2 jk 1 ej

 

nk .

(2.52)

N

8

 

 

 

 

N k 0

 

 

16k 0

 

 

 

Результаты расчетов представим в виде таблицы 2.14.

Табл. 2.14. Отсчеты дискретного сигнала на выходе БИХ-фильтра

n

0

1

 

2

3

4

5

6

7

nT,мкс

0

6,25

 

12,5

18,75

25

26,25

32,5

38,75

u2 n ,В

0,292

0,210

 

0,004

-0,210

-0,303

-0,217

-0,001

0,218

n

8

9

 

10

11

12

13

14

15

nT,мкс

50

56,25

 

62,5

68,75

75

81,25

87,5

93,75

u2 n ,В

0,308

0,216

 

-0,002

-0,216

-0,301

-0,208

0,003

0,208

Построим значения u2 n

на графике и покажем огибающую дискретного вы-

ходного сигнала u2 n пунктирной линией.

 

 

 

 

33

 

u2 n , B

 

 

 

 

 

 

 

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

Тс

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

4

6

8

10

12

14

16

n

-0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.17. График выходного сигнала u2 n

 

Сигнал на выходе цепи является периодическим. Определим его парамет-

ры.

Амплитуда Um 0,308 В, период сигнала Tc 8T 50 мкс, тогда часто-

та колебаний f

1

 

1

20 кГц. Следовательно, поставленная задача

 

50 10 6

 

T

 

 

c

 

 

выполнена.

2.6. Составление функциональной схемы устройства

После окончания расчетов отдельных узлов необходимо составить функциональную схему устройства.

При вычерчивании функциональной схемы следует руководствоваться соответствующими ГОСТами.

Наряду с оформлением пояснительной записки, нужно изготовить чертеж форматом А4, на который и выносятся схемы аналоговой и дискретной частей устройств.

Расчетные значения элементов аналоговой схемы следует округлять до ближайших значений из ряда номинальных величин резисторов, конденсаторов и индуктивностей [8].

Функциональная схема аналогового устройства должна сопровождаться перечнем элементов – Спецификацией, выполняемой в соответствии с ГОСТом.

34

3. СПРАВОЧНЫЙ РАЗДЕЛ

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+Uпит авт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rб>>R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cp>>C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ri>>Rk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

R

 

 

 

 

 

R

 

VT1

 

 

 

Rk<<R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VT2

Uвых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

C

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+Uпит авт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rб>>R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cp>>C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ri>>Rk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rk<<R

 

C

 

C

 

 

 

C

 

Ср

 

VT1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VT2

Uвых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

R

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.1. Схемы автогенераторов

35

а)

 

 

U0

 

 

 

 

-UПИТ НЕЛ

 

 

 

 

 

 

 

 

IВЫХ

 

 

 

 

R0

 

 

 

 

RК

R0=100 кОм

 

 

 

 

 

 

Ср1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VT

uВЫХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Um cosωt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

U0

 

 

 

 

 

 

+UПИТ НЕЛ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IВЫХ

 

 

R0

 

 

 

 

 

 

RС

 

 

 

 

 

 

 

Ср1

 

 

 

 

 

 

R0=1 МОм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uВЫХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Umcosωt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

VD

 

 

RН

 

 

U0+Umcosωt

 

uВЫХ

Рис. 3.2. Схемы нелинейных преобразователей

36

Табл. 3.1. Передаточная функция генератора в режиме стационарных колебаний

Схема

Передаточная функция цепи прямой связи

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

УС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SСРRi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SСРRK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Передаточная функция цепи обратной связи

 

 

 

 

 

 

а

Hoc( j )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 RC

2

 

 

 

R 5R

н

 

 

 

 

3R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rн

 

 

 

 

 

 

Rн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RC

2

 

 

 

 

4R

 

 

 

 

 

 

 

j RC 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hoc( j )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

4R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RC 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

R R

 

 

 

 

 

6R 3R

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RC

 

RC

 

 

 

 

 

Rн

 

 

 

 

 

 

 

 

Rн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37

Табл. 3.2. Входные и выходные характеристики биполярных транзисторов

Транзисторы

Входные характеристики

Выходные характеристики

1

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

IБ, мА

 

 

 

IК , мА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КТ301,

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

КТ301Б,

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КТ301В,

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

КТ301Г,

0,1

 

 

 

 

 

 

 

ΔIБ

КТ301Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

0

0,5

0,6

0,7 UБЭ , В

2

6

10

14 UКЭ , В

 

 

КТ301, КТ301В, КТ301Д –ΔIБ=25 мкА

 

 

 

 

 

 

КТ301Б, КТ301Г –ΔIБ=50 мкА

 

IБ , мА

 

 

 

, мА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8

 

 

 

 

40

 

 

 

 

КТ312А, 0,6

 

 

 

 

30

 

 

ΔIБ

 

 

 

 

 

 

 

КТ312Б,

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

КТ312В.

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UКЭ , В

 

0

 

 

 

 

5

 

10

15

 

 

 

 

UБЭ , В

 

 

 

 

 

 

0,4

0,6

 

0,8

КТ312А, КТ312Б – ΔIБ = 0,1 мА;

 

 

 

 

 

 

КТ312В – ΔIБ = 0,05 мА

 

 

 

 

IБ , мА

 

 

Iк, мА

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ΔIБ=0,1мА

 

 

 

 

 

 

 

 

2Т658А,

1,0

 

 

 

 

12

 

 

 

 

2Т658В.

 

 

 

 

 

8

 

 

 

ΔIБ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

0

10

15 20

25

Uкэ, В

 

0,1

0,3 UБЭ ,В

5

 

 

 

 

 

 

 

38

 

 

 

 

 

 

Табл. 3.3. Проходные ВАХ нелинейных элементов

 

Биполярные транзисторы

Полевые транзисторы

I

, мА

 

П27

 

IС, мА

 

КП305Е

К

 

 

 

 

10

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

Uпит нел =1 В

8

 

 

 

Uпит нел=10 В

 

 

 

 

 

 

 

RС=1 кОм

2

 

 

 

RК=300 Ом

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

0

0,1

0,2

UБЭ, В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0,5

0,5

1,5

UЗИ, В

IК, мА

 

 

КТ203А

 

КП305И

 

IС, мА

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

Uпит нел=10 В

 

 

10

3

 

 

 

Uпит нел=5 В

 

 

8

 

 

 

RС=1 кОм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

2

 

 

 

RК=600 Ом

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0,4

0,8

UБЭ, В

-3,5

-2,5

-1,5

UЗИ, В

 

 

 

 

 

 

IК, мА

 

КТ210В

КП303Е

 

 

IС, мА

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uпит нел=10 В

 

 

5

9

 

 

 

Uпит нел=5 В

 

 

4

 

 

 

RС=2 кОм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

6

 

 

 

RК=500 Ом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0,4

 

0,8

UБЭ, В

-2

-1

 

0

UЗИ, В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39

 

 

 

 

 

Диоды (ВАХ последовательного соединения диода и Rн )

 

 

I, мА

Д2В

 

 

 

I, мА

Д2И

 

 

10

 

 

 

 

5

 

 

 

 

8

 

 

 

 

4

 

 

 

 

RН=50 Ом

 

 

 

 

RН=50 Ом

 

 

 

6

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

0

0,2 0,4

0,6 0,8

1,0

U, В

0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

U, В

 

I, мА

2Д104A

 

 

 

I, мА

ГД107A

 

 

20

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

RН=50 Ом

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RН=50 Ом

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

8

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0,2 0,4

0,6 0,8

1,0

U, В

0

0,2 0,4

0,6 0,8

1,0

U, В

 

 

 

 

 

40