МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
МОДЕЛЮВАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ЧАСОВИХ ДІАГРАМ ГЕНЕРАТОРІВ Інструкція до лабораторної роботи № 8 з навчальної дисципліни: “Схемотехніка пристроїв технічного захисту інформації” для студентів базових напрямків 6.170102 “Системи технічного захисту інформації”, 6.170103 “Управління інформаційною безпекою” Затверджено на засіданні кафедри (Захист інформації( Протокол № від 2011 р. Львів – 2011 Моделювання та дослідження часових діаграм генераторів: Інструкція до лабораторної роботи №8 з дисципліни: “Схемотехніка пристроїв технічного захисту інформації”/ Укл.: Кеньо Г.В., ( Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2011. ( 13 с. Укладач Кеньо Г.В., к. т. н., доц. Відповідальний за випуск Дудикевич В.Б., д.т. н., проф. Рецензенти: МЕТА РОБОТИ Ознайомитися з основними параметрами і характеристиками генераторів сигналів: LC – генератора, RC – генератора та мультивібратора і практично перевірити їх властивості. Отримати часові діаграми стабілізаторів напруги. ТЕОРЕТИЧНИЙ ВСТУП Електронні генератори – це пристрої, призначені для перетворення енергії джерела постійного струму в енергію незатухальних коливань необхідної форми, частоти та потужності. За принципом роботи розрізняють генератори із самозбудженням (автогенератори) і генератори із зовнішнім збудженням, які по суті є підсилювачами потужності високої частоти. Електронні автогенератори поділяються на автогенератори синусоїдальних (гармонічних) коливань і автогенератори коливань несинусоїдальної форми, які називаються релаксаційними (імпульсними) автогенераторами. Генератори гармонічних коливань мають активний елемент, який охоплений додатним частотно-вибірковим зворотним зв’язком. Як активні елементи використовуються транзистори, операційні підсилювачі, діоди з ділянкою з від’ємним диференціальним опором. Як частотно-вибіркові кола (чотириполюсники) (ЧВЧ) використовують резонансні LC-контури, кварцові резонатори, RC- і RL-кола. За типом частотно-вибіркових ланок генератори розділяються на LC-, RC-, RL-генератори. З конструктивних міркувань на високих частотах в основному застосовують LC–генератори. На низьких частотах – RC–генератори за напруг живлення 4 В і вище. На низьких та інфранизьких частотах за напруг живлення 1 В ефективніші RL- і RLM–генератори. Як уже згадувалось, генератори гармонічних коливань зазвичай мають підсилювальний каскад, охоплений додатним частотно-вибірковим зворотним зв’язком, який забезпечує стійкий режим самозбудження на заданій частоті. На рис.1 зображена структурна схема генератора синусоїдальних коливань, де
і
позначені у вигляді комплексних величин, у чому враховується їх залежність від частоти. Надалі це матиметься на увазі, але запис для цих параметрів буде здійснюватись у звичайному вигляді. Для роботи електронного пристрою в режимі автогенерації необхідне виконання двох умов. Ці умови можна записати в такому вигляді:
, (1)
, (2)де (K, (( – фазові зсуви, що вносяться підсилювачем і колом зворотного зв’язку відповідно; n – ціле число.
Рис.1. Структурна схема генератора синусоїдальних коливань Для виникнення генерації необхідно, щоб сигнал, що поступає на вхід по колу зворотного зв’язку, був більшим від початкового сигналу на вході пристрою, тобто
. Ця умова дозволяє первинним змінам струмів та напруг (які з’явились при під’єднанні пристрою до джерела живлення) здійснити необхідне наростання. Умова
визначає усталений режим генерації, в якому сигнали на виході та на вході генератора дорівнюють своїм усталеним значенням, тобто коефіцієнт підсилення компенсується коефіцієнтом передачі зворотного зв’язку. Широке розповсюдження на практиці отримали так звані триточкові схеми з автотрансформаторним і ємнісним зв’язком (рис.2). Режим за постійним струмом і його термостабілізація здійснюється в таких схемах за рахунок елементів, аналогічних елементам, які...