Контрольная работа: Расчет электронной схемы включения приемника излучения, согласованной с усилительной схемой по сигналу
Название: Расчет электронной схемы включения приемника излучения, согласованной с усилительной схемой по сигналу Раздел: Рефераты по коммуникации и связи Тип: контрольная работа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) Кафедра Светотехники Типовой расчет по курсу «Приемники излучения» «Расчет электронной схемы включения приемника излучения, согласованной с усилительной схемой по сигналу» Выполнила: Нилова Ирина, ЭР-06-07 Проверил: Григорьев А.А. Москва 2010 ЗАДАНИЕ 1. Рассчитать схему включения фотоприемника. (Фоторезистор поставить в режим согласованной нагрузки). 2. Разработать принципиальную электронную схему предварительного усилителя, обеспечивающую согласование с приемником по сигналу. Обеспечить коэффициент усиления предусилителя в диапазоне 10 – 100. 3. Рассчитать сигнал на выходе фотоприемного устройства. Исходные данные для расчета (вариант 5):
Параметры фотодиода ФД–8к: Габаритные размеры:
Спектральная чувствительность фотодиода: Параметры транзистора КП303А: Габаритные размеры:
ВАХ транзистора: фотоприемник усилитель транзистор сигнал Составим схему предварительного усилителя сигнала на полевом транзисторе МОм - сопротивление утечки цепи затвора Гц – верхняя частота - выходное сопротивление схемы включения в режиме согласованной нагрузки (Фоторезистор необходимо поставить в режим согласованной нагрузки, т.е. сигнал на выходе фоторезистора должен достигать максимального значения. Сигнал на выходе максимален, когда темновое сопротивление фоторезистора равно сопротивлению нагрузки ) МОм МОм Для обеспечения согласования схемы с приемником по сигналу необходимо, чтобы входное сопротивление усилителя было много больше выходного сопротивления схемы включения. (В данном случае в 5 раз). МОм МОм, т.к. -нужно использовать истоковый повторитель. Для согласования по сигналу необходимо, что бы выходное сопротивление было много меньше, сопротивления затвора. Т.к. максимальное сопротивление затвора 1МОм, а рассчитанное выходное сопротивление МОм, то для увеличения входного сопротивления схемы, используем схему истокового повторителя: Составим схему усилительного каскада с истоковым повторителем Обозначения: Ri –темновое сопротивление ФП; RH – сопротивление нагрузки; RФ, СФ – сопротивление и емкость фильтра; R31, R32, CЗ2 - сопротивление и емкость затвора; RU2, RU2, RU1, СU1– сопротивление и емкость истока; RC1, CC1 - сопротивление и емкость стока; С1 – емкость связи; ЕП – напряжение питания. Найдем рабочую точку транзистора из зависимости Рассмотрим кривую В, получаем следующие значения В; мА; Кривая В; мА. мА; В Напряжение питания В (В) Крутизна транзистора мА/В Условие выполнения согласования по сигналу: ; ; (з-н Ома); 1 кОм кОм кОм МОм МОм согласование выполняется нФ - необходимо для исключения влияния постоянного напряжения на схему включения нФ- обеспечивает нижнюю частоту Коэффициент усиления основного усилительного каскада кОм (по з-ну Ома) обеспечен коэффициент усиления предусилителя в диапазоне 10 – 100. (по з-ну Ома) кОм- необходимо для обеспечения значений и нФ- обеспечивает верхнюю частоту кОм мФ- устраняет действие отрицательной обратной связи, возникающей из-за (- выходное сопротивление усилительного каскада) (- входное сопротивление следующего усилителя) мкФ - обеспечивает связь с последующими каскадами, сигнал должен передаваться без искажений (в режиме согласования ) МОм нФ – Сф, Rф – цепочка устраняет влияние паразитной обратной связи, возникающей из-за неидеальности источника питания Разработанная электронная схема предварительного усилителя обеспечила согласование с приемником по сигналу. Так же обеспечен коэффициент усиления предусилителя в диапазоне 10-100. РАССЧИТАЕМ СИГНАЛ НА ВЫХОДЕ ФОТОПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА Спектральная чувствительность фотодиода: Определим значения относительной спектральной чувствительности фотодиода ФД – 8к, для этого мы провели «среднюю» линию и приблизительно нашли значения . Значения чувствительности в зависимости от длины волны
Теперь найдем следующие значения: 1. - относительная спектральная световая эффективность основного фотометрического наблюдателя. 2. - спектральную плотность энергетической светимости стандартного источника типа «А» ,где * м*К 3. - спектральную плотность энергетической светимости источника при Ти=3000 К Спектральная плотность энергетической светимости источника типа А при температуре 2856К и спектральную плотность энергетической светимости источника при температуре 3000К.
Значения и .при расчете были очень велики, поэтому поделены на коэффициент мА/лм -токовая чувствительность (интегральная) , где - шаг суммирования,мкм
Вт/ Вт/ Реакция приемника: Заменим ,(Т=3000К) Вт
нА мВ Напряжение на выходе ФП устройства: В Сигнал на выходе фотоприемного устройства: В. Список использованной литературы: 1. «Транзисторы для аппаратуры широкого применения» под ред. Перельмана 2. М.Д. Аксененко, справочник «Приемники оптического излучения»,1987 |