Курсовая работа: Проектирование перестраиваемого генератора синусоидального напряжения с устройством индикации частоты и источником питания

Резисторы R₁₉ и R₂₀ введены для защиты выходного каскада от короткого замыкания выходных зажимов. Их следует выбирать из следующих условий: при R_H =0 VT2, VT4: I_к2 < I_к1max , VT1, VT3: I_к2 < I_к2max , где I_к2max =2 А; I_к2max =0,8 А; U_пит =15 В.

R₁₉ =7.5 Ом, R₂₀ = 18.75 Ом.

Резисторы R₁₇ и R₁₈ необходимы для того, чтобы создать путь для протекания обратных токов базы транзисторов VT2 и VT4 в тот полупериод, в который соответствующий транзистор заперт. Их выбираем из условия U_Бэпор >I_{КБО max} *R; U_Бэпор – пороговое напряжение, при котором отпирается эммитерный переход транзистора. I_{КБО max} – максимальный обратный ток коллекторного перехода при наибольшей температуре резистора. R= R₁₇ = R₁₈ .

Характеристика КТ973А: U_Бэпор >0,6 В, I_{КБО max} = 40 мА, тогда Ом. Из [E192] R₁₈ =R₁₇ =R=13 Ом.

Резисторы R₁₅ и R₁₆ и количество диодов VD в каждом плече выбирается по следующему принципу. На базы транзисторов VT1 и VT3 подаём небольшое постоянное U_СМ (должно открывать транзисторы VT1 и VT3 и устранять нелинейные искажения. Они исчезают при 15-20 мА). Следует I_покоя транзисторов VT1 и VT3 зададим 0,2-1 мА. Пусть I_Ко =0,3 мА. мА. По выходной характеристике транзисторов КТ819А находим, что при I_БО =0,1 мА U_БЭ =2,68 В.

Ток транзистора VT1 создает на сопротивлении в эмиттерной цепи падение напряжения U»I_Ко ∙R₆ =0.3∙13=3.9 В. Напряжение смещения на транзисторах

Ток транзистора VT1 создает на сопротивлении в эмиттерной цепи падение напряжения U»I_Ко R₆ =0.3∙13=3,9 В. Напряжение смещения на транзисторах VT1 и VT3 U_см =U_БЭ +U=6,58 В.

В качестве диодов VD1 и VD2 используются маломощные диоды КД209А. Ток цепи, обеспечивающий напряжение смещения, обычно выбирается в 5-10 раз больше тока базы I_БО . Эти цифры определяют приближенное значение тока через резисторы R₁₅ и R₁₆ (10 мА). Ориентируясь на это значение тока, выбираем данный тип диода по справочнику. U_СМ =nU_d , где n – количество последовательно включенных диодов, U_d – падение напряжения на диоде. При этом следует использовать диоды из того же материала, из которого выполнены транзисторы, ток чтобы p-n переходы транзисторы были по возможности идентичными. I_Д =10 мкА, падение напряжения равно 4 В. Отсюда следует, что в каждое плечо вводим по 2 диода.

Значения резисторов R15 и R16 находятся из следующего уравнения:

кОм.

Оценим погрешность при включении R_{Н min} .

Для этого представим генератор в виде:

;U=I∙R_ВЫХ ; Ом.

%.

Значение погрешности равно 0,00024%, что меньше заданного в ТЗ 2%.

Проектирование частотомера

Необходимо разработать частотомер, измеряющий частоту выходного напряжения генератора в диапазоне от 30 Гц до 500 Гц с погрешностью 10 Гц и временем индикации 1 с, построенного на элементах имеющих ТТЛ структуру. В качестве частотомера будет использоваться электронно-счётный частотомер, работа которого основана на подсчёте числа импульсов измеряемого сигнала в течение заданного интервала.

Описание принципа работы и компонентов электронно-счётного частотомера.

Исходя из предложенной структурной схемы данный частотомер разбит на следующие блоки:

1) Мультивибратор.

2) Формирователь.

3) Генератор с кварцевым резонатором.

4) Формирователь времени измерения.

5) Логического элемента И.

6) Преобразователи фронта и среза в импульс.

7) СД элемент.

8) Светодиодный индикатор.