Генератор синусоїдних коливань. Курсовий проект з Електроніка та мікросхемотехніка. Робота № 528531

Генератор синусоїдних коливань

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

РТ

Кафедра:

Кафедра КСА

Інформація про роботу

Рік:

2016

Тип роботи:

Курсовий проект

Предмет:

Електроніка та мікросхемотехніка

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ Національний університет „Львівська політехніка” Кафедра «Комп’ютеризовані системи автоматики» КУРСОВИЙ ПРОЕКТ з навчальної дисципліни «Електроніка та мікросхемотехніка» На тему: Генератор синусоїдних коливань Зміст Технічне завдання. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Вступ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Огляд існуючих технічних рішень. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Обґрунтування вибору структурної схеми. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 Розроблення принципової схеми та розрахунок основних вузлів. .15 3.1 Розрахунок інвертуючого підсилювача . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Конструкція генератора синусоїдних коливань Список літератури Технічне завдання Спроектувати генератор сунусоїдних коливань з наступними параметрами: № п/п Проектований пристрій Вхідний сигнал Вихідний сигнал Робочий діапазон температур Основна похибка Примітка 4 Генератор синусоїдних коливань - FF=3020 Гц A=2,4…5 B -10..+600С 0,5% Вступ Генератори гармонічних коливань – це великий клас пристроїв, які знаходять широке застосування у різних галузях науки і техніки. Частотний діапазон таких генераторів від часток герца до десятків мегагерц і вище. Генератори гармонічних коливань поділяються на підкласи в залежності від частотного діапазону, значення вихідної напруги, області застосування і схемних рішень. Електронні генератори сигналів – це електронні пристрої, які перетворюють енергію сторонніх джерел живлення в електричні коливання необхідної форми, частоти і потужності. Електронні генератори входять складовою частиною в різноманітні електронні прилади і системи. Класифікація генераторів здійснюється за такими ознаками: форма коливань; частота коливань; вихідна потужність; призначення; тип використаного активного елемента; вид частотно-вибіркового кола зворотного зв’язку. За призначенням генератори поділяються на технологічні; вимірювальні; медичні; зв’язку. За формою коливань генератори поділяють на генератори гармонічних і негармонічних (імпульсних) сигналів. За вихідною потужністю генератори поділяють на малопотужні (менше 1 Вт); середньої потужності (менше 100 Вт); великої потужності (більше 100 Вт). За частотою генератори можна поділити на наступні групи: інфранизькочастотні (менше 10 Гц); низькочастотні (від 10 Гц до 100 кГц); високочастотні (від 100 кГц до 100 МГц) і надвисокочастотні (вище 100 МГц). За видом використаних активних елементів генератори поділяють на лампові, транзисторі, на операційних підсилювачах, на тунельних діодах, на динисторах. За типом частотно-вибіркових кіл зворотного зв’язку: на генератори LC-; RC- і RL-типів. Крім того, зворотний зв’язок в генераторах може бути зовнішній або внутрішній. Теорія електронних генераторів гармонічних коливань розпочала свій розвиток з початком розвитку електроніки. Математичні основи загальної теорії нелінійних коливань були розвинуті в працях вітчизняних і зарубіжних вчених. В цих працях дано всесторонній теоретичний аналіз нелінійних коливних систем, які основані як на квазілінійних, так і суттєво нелінійних уявленнях про процеси, що протікають у коливних системах, в яких граничний цикл коливань аналізованого процесу вважається незмінним. Саме в рамках цих теоретичних уявлень довгий час і розвивалися багаточисельні технічні пропозиції автоколивних систем, в тому числі генератори гармонічних коливань, серед яких чисельну групу складають RC-генератори. Класичним рішенням побудови низькочастотного генератора гармонічних коливань є індуктивно-ємнісні LC-генератори, проте останнім часом у низькочастотному діапазоні більшого поширення набули резистивно-ємнісні RC-генератори. Це зумовлено великими масогабаритами, нетехнологічністю, потребою використання феромагнітних матеріалів в індуктивних елементах LC-генераторах на низьких частотах, що приводить до зниження стабільності. Діапазони частот таких генераторів є відносно низькими. Цих недоліків позбавлені RC-генератори, що мають достатньо широкий діапазон частот, нестабільність частоти яких переважно не перевищує 1%. Шляхом зміни параметрів частотнозалежної ланки можна добитись зміни частоти в широких межах. По мірі розвитку та удосконалення елементної бази (від лампової техніки та напівпровідників, а потім мікроелектроніки) були запропоновані різноманітні схемотехнічні рішення, які використовували нові можливості цих елементів, але залишався незмінним сам принцип стабілізації граничного циклу в генераторах, що грунтується на використанні нелінійних властивостей елементів різної фізичної природи. Стабільність амплітуди таких генераторів знаходиться в межах (1÷3)% при коефіцієнті нелінійних спотворень на рівні (0,5÷2) %. При цьому природні обмеження, які присутні у традиційних методах стабілізації амплітуди не дозволяють одночасно відповідати високим вимогам стабільності амплітуди і малому рівню нелінійних спотворень. Разом з тим існують численні задачі, які вимагають наявності джерел гармонічних сигналів з стабільністю амплітуди (0,01÷0,1) % при рівні нелінійних спотворень (0,005÷0,05) %. Такі джерела потрібні при спектральних методах досліджень прецизійних радіоелементів, а також при перевірці і калібровці цифрових вимірювальних приладів. Поряд з високими вимогами до статичних параметрів виникають додаткові вимоги до динамічних характеристик генераторів, оскільки час перехідних процесів при програмному переналагодженні вихідного сигналу визначається продуктивністю інформаційно-вимірювальних систем в цілому. Протиріччя, що виникли між вимогами практики і обмеженнями можливостями застосованих принципів генерування сигналів, було вирішено шляхом побудови генераторів з системами автоматичної стабілізації амплітуди і частоти вихідного сигналу. Використання ідей теорії автоматичного керування дозволило суттєво покращити метрологічні характеристики генераторів і разом з тим вирішувати нові нетрадиційні для цієї області задачі. 1. Огляд існуючих технічних рішень Темою даного курсового проекту є побудова генератора синусоїдальних коливань, який працює в діапазоні низьких частот. Класичним схемним рішенням генератора синусоїдальних коливань, що зародилося з часів початку розвитку радіотехніки, є індуктивно-ємнісні генератори, які зібрані за схемою індуктивної або ємнісної триточки. Однак в останні роки їх витіснили, особливо в низькочастотному діапазоні, резистивно-ємнісні RC-генератори. Це зумовлено тим, що на низьких частотах індуктивні елементи мають дуже велику масу і габарити і вимагають застосування феромагнітних матеріалів, що знижує їх стабільність. Ці недоліки відсутні в RC-генераторах. Область їх застосування дуже широка, а діапазон частот – від часток герца до сотень кілогерц і навіть одиниці мегагерц. При цьому стабільність частоти і форма кривої досягає часток відсотка, а при застосуванні операційних підсилювачів ці параметри ще покращуються. Однією з особливостей RC-генераторів є можливість регулювання частоти в широких межах. В генераторах RC-типу в якості активного елемента використовують транзистори, операційні підсилювачі (ОП) та інші підсилювальні елементи, які охоплюють додатним частотнозалежним зворотним зв’язком. Елементи частотнозалежних ланок не мають резонансних властивостей, тому частота генерації RC-генераторів є квазірезонансною. RC-генератор з фазоповертаючим ланцюжком з заземленими конденсаторами/ Рис. 1.1 RC-генератор з фазоповертаючим ланцюжком з заземленими конденсаторами Для отримання фазового зсуву рівного 180о , кількість ланок в колі повинна бути не менше трьох. Коефіцієнт передачі трьохланкових ланцюжкових RC-кіл рівен 1/29 (на резонансній частоті). Частота коливань генераторів с ланцюжковими RC-ланками визначається резонансною частотою цієї фазозадаючої ланки (при ідеальному ОП). Для цієї схеми при R1=R2=R3=R4=R і C1=C2=C3=C4=C , резонансна частота визначається за формулою:

Курсовий проект Електроніка та мікросхемотехніка

Kastun5

01.07.2016 15:40

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись