Proiectarea oscilatorului

Termistorul care realizeaza limitarea amplitudinii are rezistenta R_T=2K si o putere disipata P_d=1 mw. Tensiunea la bornele R_T,V₃ rezulta prin divizarea amplitudinii oscilatiile de la iesire .

Tinand cont ca R₃=2R₂, R₂=R_T T

Aceeasi tensiune V₃este data de relatia :

Din conditia pusa pentru evitarea saturatiei, V_CE-V_osc>V_CE,sat si V_CE,sat 0,6V TV_CE2>3,6V

Din conditia pusa pentru evitarea blocarii , I_C2-V_osc/R₂>0 T I_C2>3mA.

ImpunR₄=R₅=0,1KW pentru maxim care ar putea circula prin T₂ ar fi:

Aleg I_C2=25mA rezultand V_CE2=13V-25mA*0.2kW=8V>3,6V

I_C1R₁+I_C1R₂+I_C1R₇/b_F=V_CC-2V_BE cu un b_F V_BE=0,6V

I_C2R₅=V_CC-R₁I_C1-V_BE

I_C1 R₁+I_C1*1KW+I_C1*0,1KW=13V-1,4V

25mA*0,1kW=13V-R₁I_C1-0,6V

I_C1R₁+I_C1*1KW+I_C1*0,1KW=11,6V

R₁I_C1=13V-0,6V-2,5V

V_CE1=V_CC-I_C1(R₁+R₂)=13V-4,28*2,61kW=1,83V

P_dis,T1=I_C1*V_CE1=4,28V*1,83mA=7,83mW

P_disT2=I_C2*V_CE2=47mA*8V=376mW

Ambele tranzistoare lucreaza in regim activ normal.

Se pot folosii tranzistoare npn tip BC107.

Curentul I_B1T1produce la bornele R₇ o cadere de tensiune 0,0428V pentru valoarea minima a lui R₇,

Respectiv 0,4V pentru valoarea maxima a lui R₇; Aceasta variatie poate fi neglijata.

CALCULUL RETELEI DE REACTIE POZITIVA.RETEAUA WIEN.

Reteaua Wien are elementele egale si rezistenta R reglabila.

S-a impus ca reglajul lui R sa produca o variatie a frecventei oscilatiilor intre 10Hz si100kHz.

Deoarece plaja de variatie a frecventei este mare, reglajul va fi facut in trepte prin introducerea unor capacitati C diferite si prin refacerea rezistentei R intre valorile minime si maxime.

Reteaua Wien trebuie sa aiba intrarea si iesirea adoptate la iesire respectiv intrarea amplificatorului.

Calculul capacitatilor C se face pe baza formulei:

In urma efectuarii calculelor rezulta:

pentru o oscilatie la frecventa f_osc=10 Hz cu R=R_max=10kW valoarea capacitatii C=1,59*10^-7F si modificam R=R_min=1KW se obtine f_osc.=100Hz

pentru      f_osc=1kHz cu R=R_minT C=1,59*10^-7F

f_osc= 100Hz cu R=R_maxT C=1,59*10^-7F

pentru      f_osc=10Hz cu R=R_minT C= 1,59*10^-8F

f_osc=1kHz cu R = R_max T C = 1,59*10^-8F

pentru      f_osc=100kHz cu R =R_min T C=1,59*10^-9F

f_osc=10kHz cu R=R_maxT C= 1,59*10^-9F

Inpedantele de intrare si de iesire ale retelei:

- pentru R_min: Z_IW(W0)=25*(n/2)=25*3=75kW

Z_OW(W0)=(2/3)R=0,66*1KW=0,66kW

-pentru R_max:      Z_IW(W0)=(3/2)R=1,5*10kW=15kW

Evaluarea impedantelor de intrare si de iesire ale amplificatorului :

Impedanta de iesire este data de valoarea rezistentei R₄ si egala cu impedanta de iesire a amplificatorului fara reactie deoarece cele 2 reactiile anuleaza reciproc (isi anuleaza efectele reciproc).

Deci R₀=R₄=0,1KW

R_In=R_In,T1= r _T1+(b+1)*R_E

R_E=R₂ R₃=(1k*2k)/(1k+2k)=0,66k

R_T1=b/40I_C=1,44kW

R_IN=1,44kW+100*0,66k=67,4kW

Verificand conditiile: Z_IW>>R_0A si Z_OW<<R_INA gasesc:

Z_{OW MAX}=6,6KW<<67,4KW=R_{IN A}

Z_{IW MIN}=1,5KW>>100W=R_{OUT A}

Amplificarea este suficient de mare pentru a se putea aproxima ; unde f este factorul de transfer al retelei de reactie negativa.

A_V=1/f

Condensatoarele C₁ si C₂ trebuie sa constituie scurtcircuite la frecventa de lucru. Reactantele lor trebuie sa fie foarte mici.

X_C1<<R₃ ; X_C2<<R₅

X_c=1/wC

2pf_minC₁)=200W T C₁=79*10^-6F=79mF

1 2pf_minC₂)=10kT C₂=1/628=1592mF     

S-e observa ca C₂ trebuie sa aiba o capacitate mare pentru ca la frecventa minima de lucru sa decupleze rezistenta R₅ din emitorul lui T₂.     

AMPLIFICATORUL

Rol functional - amplifica oscilatiile obtinute la iesirea oscilatorului pana la nivelul necesar atacului sarcinii.

Schema propusa pentru implementare:

Schema prezinta un amplificator de tensiune cu reactie negativa prin R₇.Amplificarea montajului este impusa de raportul intre tensiunea necesara la bornele sarcinii si tensiunea la borna de intrare in acelasi timp mai este data de relatia: A_v=a_v / 1+a_v*f

-unde a_v reprezinta amplificarea in bucla deschisa iar f factorul de transfer pe bucla de reactie.Amplificarea ce trebuie obtinuta, nefiind mare, implica un factor de transfer pe bucla de reactie mic.

Datorita frecvensei limita inferioare scazuta valoarea capacitatii de cuplaj Cde la intrare va fi mare.

PROIECTAREA AMPLIFICATORULUI:

Schema de curent alternativ:

Amplificarea necesara:

factorul de transfer f=R₄ / R₄+R₇ ; impunand un raport R₄ / R₇=1 /13

f=1/13=0 si inlocuind in A_V obtinem:

a_v=a_T1*a_T2 , ambele tranyistoare lucrand in conexiune;amplificarea lor va fi data de relatia :

Pentru o rezistenta R₄=220W si un curent de colector pentru T₁,i_C1=1mA potentialul bazei lui T₁ va fi de R₄*i_C1*V_BE Volti.

V_B1,T1=0,22*1mA+0,6V=0,82V

Aleg R₁=2kW ;

Impun R₃=3,1kW si obtin:

V_B1T2=V_CC-R₃I_C1=13V-3,1kW*1mA

V_B1T2=9,9V T V_E1T2=9,3V

Impun I_CT2=5mA T R₆= 9,3 / 5mA =1,86kW T R₆=1,86kW

V_CE1=V_CC-(R₃+R₄)*I_C1=13V-3,32kW*1mA=9,68V

P_dis1=V_CE1*I_CT1=9,68*1=9,68mW

I_B1= I_C1/b= 1/100=0,01mA si I_B2=I_C2/b =5mA/100=0,05mA sant neglijabili.

Tranzistoarele T₁si T₂ functioneaza tn REM.

EVALUAREA IMPEDANTELOR DE INTRARE SI DE IESIRE.

R_in=R_in(1+T)

T=a_v*f=1,903*0.0076=1,89

R _in=(R₁II R₂)II R_inT1=1,83kW II 22,5kW =1,69kW

R_inT1= r _T1+(b+1)*R_E1=2,5kW+100*0,2kW=22,5kW

R_E1=R₄ II R₇=0,2kW

R₁ II R₂=1,83kW

R_in=1,69kW =1,97kW

R_OUT= R_OUT^' / (1+T)

R_OUT^'=(R₇+R₄) II R₅=2,42kW II 0,09kW=0.08kW

R_OUT=0,08/1,17=0,068kW W

R_OUT,OSC=0,1kW << R_in,amplif =1,97kW

CALCULUL CAPACITATII DE CUPLAJ C:

Reactanta condensatorului de cuplaj trebuie sa fie mult mai mica decat reyistenta de intrare a amplificatorului R_IN=1,97kW

ETAJUL FINAL

Rol functional- furnizeaza puterea ceruta in sarcina.

Pentru implementare propun un etaj de amplificare in conexiune C.C.

V_cc= n+7

n = 6 T V_cc=13 V

Amplificarea etajului trebuie sa fie unitara impun un potential de 2,6V in E,rezultand 3,2V in B curentul static prin tranzistor este I_c= 2,6V W =34,6mA.

Divizorul:     

R₁=1 kW ; R₂=3kW

Tranzistorul lucreaza in regiunea activa normala:

V_CEmin=9,79V

V_CEmax= - 5,75V

R_L=(R₁*R₂)/(R₁+R₂)=0,75

V_CEmin=V_CC-I_Cmin*R_L T 9,75=13-I_{C min}*0,75 T I_Cmin=4,33mA

f_min=75Hz

V_CEmax=V_CC-I_Cmax*R_L T -5,75=13-I_Cmax*0,75 T I_Cmax=25mA

P_dis,max=V_CE,MAX*I_C=-5,75V*25mA=143,75mW

Aleg T tip BC107 b_impus

Rezistenta de intrare a etajului final:

R_in=(R₁ R₂) r _T1+(b+1)*R_L=0,75 W

R_IN > R_{OUT AMPLIF}

Calculul capacitatii de cuplaj C:

X_C<< R_IN

Generatorul de semnal sinusoidal cu frecventa reglabila intre f_min=10Hz si f_max=100kHz a fost proiectat pentru verificarea raspunsului in frecventa al componentelor active si subansamblurile realizate cu componente active.