Файл: Блок управления модулятором твердотельного лазера.docx

К транзистору Q6 предъявляют менее жесткие требования, чем к Q6. Каскад должен обеспечить передачу синусоидального напряжения с коэффициентом усиления близким к 1, иметь большое входное и малое выходное сопротивление. Транзистор выбирают того же типа, что и Q6.

Для обеспечения постоянства амплитуды колебания на контуре коэффициент обратной связи должен быть равен 1. Выполнение этого условия обеспечивается при равенстве сопротивления обратной связи эквивалентному сопротивлению контура со стороны отвода катушки

Обычно выбирают коэффициент включения

, т.е. отвод делают от середины сердечника. В этом случае условие получения на контуре незатухающих колебаний будет иметь вид:

Возьмём

7.5. Определение амплитуды напряжения на выходе схемы

Для упрощения положим входное сопротивление каскада, следующего за ЭП, большим, а входную емкость малой. Это позволит применить упрощенное выражение для коэффициента передачи эмиттерного повторителя. Так как

То их влиянием можно пренебречь. Тогда:

7.6. Определение сопротивления R17

Сопротивление R17 в цепи базы транзистора Q6 определяет положение рабочей точки и должно выбираться так, чтобы в состоянии покоя выполнялось неравенство:

где R3 - сопротивление стабилизации тока покоя Q6

для уменьшения изменений амплитуды колебаний контура от серии к серии; его номинал составляет обычно несколько сотен Ом.

Принимаем R24 = 510 Ом, тогда:

Выберем R17 = 16 кОм

7.7. Расчет R22 в развязывающей цепи

Резистор R22 вместе с конденсатором ????7 представляют собой развязывающую цепь; R22 вычисляется из условия получения выбранного режима:

Где

токи покоя эмиттера и коллектора Q7;

ток покоя эмиттера;

сопротивления эмиттеров Q6 и Q7, равное 30 Ом.

Решая последнее уравнение относительно R78, получаем:

Выберем R22 = 1.3 кОм.

7.8. Определение сопротивления R31

Сопротивление ????31 в цепи базы Q6 можно найти из уравнения:

Выберем R31 = 43 кОм

7.9. Определение амплитуды прямоугольного импульса запирающего транзистора

Следует подчеркнуть, что работа схемы зависит от U. Чрезмерное увеличение амплитуды искажает форму генерируемых колебаний и уменьшает их амплитуду. Чтобы надежно закрыть транзистор при напряжении на контуре равном

, нужна амплитуда импульса равная

.

В то же время это напряжение должно быть достаточным для создания тока базы

, необходимого для получения заданного времени запирания в соответствии с выражением, определяющим время запирания. Из этого выражения можно найти:

Получаем, что

т.е. необходимое условие выполняется.
В результате моделирования в каскаде пришлось изменить значения:

R20 = 63 кОм R17 = 16 кОм; R18 = 620 кОм; L1 = 4.7 мГн; L2 = 4.7 мГн

8. Расчет триггера Шмитта

На рисунке 7 показана схема триггера Шмитта

Рисунок 7

Данные к расчёту.

Амплитуда выходных импульсов

, напряжение срабатывания

; максимальная частота синусоидального напряжения

, выходное сопротивление генератора синусоидального напряжения ???????? = 3350 Ом; диапазон изменения температур

Выбор типа транзистора.

Выбираем тип транзистора по таким же критериям, как и ранее. Для выполнения технических условий используем транзистор с

; выбираем транзистор KT630А с параметрами:

Определение напряжения

Расчет сопротивления ????28:

Из неравенства

Согласно ряду номиналов принимаем R60 = Ом

Определяем ????28 = 2,2 кОм

Определение сопротивления ????31

Определяем R31 = 360 Ом

Определение сопротивления ????2????.

Принимаем ????27 = 3 кОм

Определение сопротивления ????32

Поэтому

Выбираем R32 = 15 кОм
Определение сопротивления ????29

Где

Определяем R29 = 91 кОм
Определение напряжения

Напряжение

, при котором происходит опрокидывание (отпускание) триггера, определяется формулой:

Условие существования скачкообразного перехода триггера из одного устойчивого состояния в другое зависит от сопротивления

источника входного сигнала. Если это сопротивление достаточно велико, несмотря на то, что элементы схемы выбраны из условия регенерации при

. Поэтому целесообразно применять источник входных сигналов с малым

.

Отсюда ширина петли гистерезиса

Определение сопротивлений R26 и R30

Так как триггер используется для формирования прямоугольных импульсов, то рабочую точку нужно выбирать в середине петли гистерезиса, т.е.

Значение

определяется делителем R56 и R61. Задаваясь током делителя

через сопротивления R56 и R61 находим:

Принимаем номинальное значение R30 = 3 кОм

Принимаем номинальное значение R26 = 24 кОм
Проверка выполнения условия насыщения транзистора Q9

Из формулы

Принимаем номинальное значение R32 = 3 кОм

Следовательно условие насыщение выполняется.
Расчёт ускоряющей ёмкости

Для устранения динамического смещения ускоряющую ёмкость выбираем из условия:

Принимаем номинальное значение C37 = 4.7 пФ
В результате моделирования в каскаде пришлось изменить значения:

9. Расчет усилителя - формирователя импульсов управления

После триггера Шмитта не удается получить импульсы заданной частоты и амплитуды, поэтому необходимо использовать усилитель. В качестве усилителя-формирователя импульсов управления будем использовать ждущий мультивибратор с эмиттерной связью.

Схема ждущего мультивибратор приведена на рисунке 6.

Рис.2

Исходя из технического задания, выберем тип транзистора.

Т. к. необходимым является формирование импульсов управления положительной полярности, остановимся на транзисторах типа n-p-n, которые обладают лучшими характеристиками по сравнению с p-n-p типом.

Для обеспечения необходимого уровня напряжения на выходе определим напряжение на коллекторе транзистора: