МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» Кафедра «Захист інформації» / КУРСОВА РОБОТА з дисципліни: «Схемотехніка пристроїв технічного захисту інформації» на тему: «Генератор гармонічних коливань» Тема №3 ЗМІСТ Вступ ..................................................................................................................3 1. Технічне завдання..........................................................................................4 2. Теоретичні відомості......................................................................................4 2.1. Умови виникнення генерації ............................................................4 2.2. Підсилення генератора генератора.....................................................7 2.3. Генератор на основі моста Віна.........................................................8 3. Розрахунок елементів генератора з мостом Віна.......................................11 4.Розрахунок температурної нестабільності частоти генератора.................16 5. Розрахунок коефіцієнта нелінійних спотворень.......................................17 Висновки ...........................................................................................................18 Література..........................................................................................................19 Вступ Генератором гармонійних коливань називають пристрій, що створює змінне синусоїдальна напруга при відсутності вхідних сигналів. У схемах генераторів завжди використовується позитивний зворотний зв'язок. Розрізняють аналогові і цифрові генератори. Для аналогових генераторів гармонійних коливань важливою проблемою є автоматична стабілізація амплітуди вихідної напруги. Якщо у схемі не передбачені пристрої автоматичної стабілізації, стійка робота генератора виявиться неможливою. У цьому випадку після виникнення коливань амплітуда вихідної напруги почне постійно збільшуватися, і це призведе до того, що активний елемент генератора (наприклад, операційний підсилювач) увійде в режим насичення. У результаті напруга на виході буде відрізнятися від гармонійного. Схеми автоматичної стабілізації амплітуди досить складні. 1. Технічне завдання Тема №3. Генератор гармонічних коливань № варіанту f
(Гц) f
(кГц) 
(%) U
(В) R
(Ом) K
(%) Д
(дБ) Тос (°С)
 1. 20 20 1 10 20 2 40 0 ÷ +35   2.Теоретичні відомості 2.1.Умови виникнення генерації 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. Для демонстрації умов виникнення коливань використовується класичне зображення системи з негативним зворотним зв'язком. На рис.1 зображена блокова схема цієї системи, де